Não é necessário muito tempo para ensaiar e reparar carregadores de baterias, desde que se disponha do equipamento e das ferramentas adequados e se compreendam os procedimentos de ensaio.
Testador de entrada limitadora de corrente
Antes de ensaiar qualquer carregador de baterias, ligue-o a uma tomada limitadora de corrente para evitar a fusão dos fusíveis em caso de curto-circuito. Este conjunto de ensaio de entrada limitadora de corrente pode ser construído seguindo o esquema de ligações apresentado na Figura 1-1.
CB1 é um disjuntor de rearme manual de 20 amperes do tipo rápido; F1 é um fusível de 20 amperes; SW2 e SW4 são interruptores de alavanca SPST com capacidade de 15 amperes a 115 volts cada um; as lâmpadas R2 e R3 são lâmpadas de calor por infravermelhos de 250 watts e 115 volts (pode utilizar-se um único elemento de aquecimento do tipo cone de 550-600 watts); R1 é uma lâmpada de 100 watts e 115 volts; V é um voltímetro de 0-150 V.C.A.; A é um amperímetro de 0-15 amperes; SW3 é um interruptor de derivação do amperímetro com capacidade de 15 amperes a 115 volts, com contactos normalmente fechados que devem ser mantidos abertos para ler o amperímetro A. A tomada REC é uma tomada com ligação à terra em "U" para ligar o cabo de C.A. do carregador, ou para ligar o cabo de ensaio TC. O cabo de ensaio TC é um cabo de 2 condutores com duas pequenas pinças crocodilo isoladas para ensaiar transformadores, temporizadores e motores separadamente.
O interruptor SW2 é apresentado na posição "in", o que significa que apenas a lâmpada de alta resistência R1, ou então R1, R2 e R3, se encontram no circuito em paralelo. A posição "out" do interruptor SW2 significa que toda a resistência fica curto-circuitada fora do circuito e que a tensão plena é aplicada directamente à tomada REC.
O interruptor SW4 é apresentado na posição "H", o que indica que a lâmpada de alta resistência R1 só está no circuito se o interruptor SW2 estiver na posição "in". O interruptor SW4 na posição "L" significa que a baixa resistência, constituída pelas lâmpadas R1, R2 e R3 em paralelo, está no circuito, se o interruptor SW2 estiver na posição "in".
Antes de ligar o carregador à tomada, coloque o interruptor SW2 na posição "in" e o interruptor SW4 na posição "H" para ensaiar carregadores pequenos, temporizadores e motores, ou na posição "L" para ensaiar carregadores de maior dimensão.
Ligue o carregador, mas não ligue os cabos de C.C. à bateria nem permita que se toquem entre si. Ligue o carregador, percorra todas as posições de regime e de selecção de bateria e observe o voltímetro V. A tensão descerá para zero ou próximo de zero se houver um curto-circuito
em qualquer ponto do circuito primário ou secundário. Se a tensão não descer de todo, existe um circuito aberto no circuito primário ou no cabo de alimentação. Se não houver curto-circuitos nem circuitos abertos, o voltímetro indicará qualquer valor abaixo da tensão da rede, podendo mesmo descer até 30 volts nos carregadores de maior dimensão que têm uma corrente primária normal de 10 a 15 amperes.
Se não houver curto-circuitos, coloque o interruptor SW2 na posição "out", ligue os cabos de bateria à bateria e proceda ao ensaio do carregador. Para ler os amperes de entrada no carregador, prima o interruptor SW3 e leia o amperímetro A.
O circuito da Figura 1-1 pode ser montado sobre um painel do tipo "bread board" ou integrado num armário metálico bem ventilado. Todas as peças se obtêm facilmente no mercado local, em armazéns de material eléctrico.
Este testador de entrada pode permanecer ligado continuamente à linha de C.A. para vigiar a tensão da rede, se assim se desejar.
Voltímetro-ohmímetro
Um voltímetro-ohmímetro é um equipamento imprescindível, mas não necessita de ser tão elaborado nem tão sensível como o exigido para a assistência a rádio ou televisão. No entanto, deve ser o mais exacto possível. As gamas importantes devem incluir:
- Volts C.C. 2,5-10-50-250
- Volts C.A. 2,5-10-50-250-1000
- Ohms 1-10-100-10K-100K
Um voltímetro-ohmímetro que cumpre estes requisitos é o Simpson 260 Series 5, disponível em muitos armazéns de material eléctrico.
Analisador de condensadores
Um analisador de condensadores é valioso para ensaiar uma grande variedade de condensadores utilizados nos circuitos dos carregadores de baterias. Deve ser capaz de ensaiar condensadores a óleo e a papel e condensadores electrolíticos quanto ao valor real em mfd, fugas e factor de potência. As gamas importantes devem incluir condensadores a óleo e a papel de 0.001-100 mfd e condensadores electrolíticos de 1-1000 mfd. Estes analisadores obtêm-se facilmente sob a forma de kit ou já montados em diversos armazéns de material eléctrico.
Testador de rectificadores e díodos
Um testador de rectificadores e díodos permite poupar muito tempo. Não se conhece nenhum testador disponível que permita ensaiar tanto díodos e rectificadores de corrente elevada como pequenos díodos de baixa corrente, ou que indique a polaridade de rectificadores, díodos e transístores. Para rectificadores de corrente elevada existe uma unidade de serviço pesado disponível em armazéns de material eléctrico, ou que pode ser adquirida em casas de peças para automóvel como testador de díodos de alternador.
É possível construir um bom testador de rectificadores e díodos com materiais facilmente disponíveis, seguindo os pormenores da Figura 1-2. Este testador permite ensaiar todos os rectificadores e díodos, bem como transístores de potência, quanto a circuitos abertos, curto-circuitos, condutividade e polaridade, e permite verificar a polaridade e o estado de outros dispositivos de estado sólido de baixa corrente com valor nominal de 40 m.a. ou superior. Na maioria dos casos, os rectificadores principais dos carregadores de baterias podem ser ensaiados quanto a condutividade, curto-circuitos e circuitos abertos estando ligados no circuito, sem desligar o transformador. Poderá ser necessário desligar outros díodos e transístores pequenos para os ensaiar.
Na Figura 1-2, o transformador T1 pode ser qualquer transformador de carregador de baterias com um secundário com tomadas capaz de carregar a um regime de 6 amperes a 6 ou 12 volts. A tomada primária de 6 volts e a tomada comum são utilizadas como os dois condutores exteriores. O interruptor SW1 é um interruptor de alavanca ligar/desligar SPST com capacidade de 3-6 amperes a 115 volts; o interruptor SW2 é um comutador rotativo de 3 contactos com capacidade de 6 amperes a 115 volts para calibrar as duas gamas do aparelho de medida: a posição H para calibrar rectificadores e díodos com valor nominal superior a 5 amperes, e a posição L para calibrar rectificadores e díodos com valor nominal inferior a 5 amperes. A posição T serve para verificar a condutividade através das pontas PR3 e PR4; o interruptor SW3 é um interruptor DPDT sem posição de desligado, com capacidade de 6 amperes a 115 volts, utilizado para seleccionar as gamas de corrente alta e baixa: a posição L destina-se a rectificadores de valor nominal inferior a 5 amperes que consomem cerca de 100 m.a. de corrente, e a posição H destina-se a rectificadores de valor nominal superior a 5 amperes que consomem cerca de 5 amperes. O potenciómetro R1 é uma resistência bobinada de 100 ohms e 2 watts com variação linear para a gama baixa, abaixo de 5 amperes. O potenciómetro R2 é uma resistência bobinada de 2 ohms e 50 watts com variação linear para calibrar a gama alta, acima de 5 amperes. O potenciómetro R3 é uma resistência bobinada de 25 ohms e 1 watt com variação linear para calibrar ambas as gamas. A resistência R4 é uma resistência fixa de 20 ohms e 1 watt.
O aparelho V é um voltímetro de 6 volts de gama expandida. Pode utilizar-se qualquer voltímetro de testador de baterias de 6 volts se as resistências R1, R3 e R4 forem as correctas para o aparelho substituto. Um voltímetro de gama expandida fornece as leituras exactas necessárias para detectar os rectificadores com apenas 80% de condutividade, uma vez que são inúteis nos carregadores de baterias. Os condensadores C1 e C2 são dois condensadores electrolíticos de 100 mfd e 25 volts ligados em oposição como uma unidade não polarizada, caso um rectificador em ensaio seja ligado com polaridade invertida. A bobina de choque CH1 é um enrolamento primário de transformador de 7 ohms retirado de um carregador de 6 volts e 4 amperes. A bobina CH1 e os condensadores C1 e C2 filtram a saída do rectificador, mantendo estável o ponteiro do aparelho. As lâmpadas B3 e B4 são lâmpadas de farol de automóvel número 2330 de 6-8 volts com os filamentos ligados em série. Estas lâmpadas possuem um rebordo que pode ser utilizado para montar e ligar entre si as duas lâmpadas, enquanto os filamentos de cada lâmpada são ligados entre si soldando o condutor a ambos os terminais. O díodo D4 é um díodo de silício utilizado para cargas inferiores a 5 amperes e pode ser qualquer díodo pequeno com valor nominal de 750 m.a. e 200 PIV. O díodo D3 é um díodo para cargas superiores a 5 amperes e pode ser qualquer díodo de silício de 35 amperes e 50 PIV, como o Motorola IN1183. A luz piloto B5 é uma lâmpada n.º 53, ou qualquer lâmpada de 12-14 volts.
Os condutores de cada uma das pontas de ensaio PR3 e PR4 devem ter cerca de 4 ou 5 pés de comprimento, ou o suficiente para chegar da bancada de ensaio ao carregador de baterias em ensaio, e podem terminar em pinças crocodilo ou em pontas afiadas. As pontas de ensaio PR3 e PR4 são utilizadas nos ensaios de condutividade e de qualidade em todos os rectificadores e díodos empregues nos circuitos dos carregadores de baterias. Embora indiquem a polaridade, os curto-circuitos e os circuitos abertos, as pontas PRI e PR2 são melhores para determinar todas estas condições, excepto a qualidade, e são utilizadas em primeiro lugar no ensaio de rectificadores e díodos. As pontas PR1 e PR2 são mecanicamente iguais, mas estão ligadas de forma diferente, como se mostra na Figura 1-2. Os díodos D1 e D2 são ambos iguais a D4. As lâmpadas B1 e B2 são ambas lâmpadas do tipo n.º 53. Os casquilhos BB são iguais e são de baioneta miniatura de contacto único com suporte descentrado isolado de ambos os terminais. Uma chapa de cobre cortada como se mostra na parte A tem duas patilhas numa extremidade que se dobram como abraçadeira de cabo, e um furo na extremidade oposta. A parte C é um fio de cobre n.º 12 afiado numa extremidade e com um olhal formado na outra para montagem. As partes A, BB, C e o terminal de soldadura F são mantidos unidos por um parafuso de máquina DD de 6-32 X ⅜ polegadas e uma porca E de 6-32. Após a montagem e o ensaio completos, envolva toda a ponta com fita isoladora de plástico, excepto a parte de vidro da lâmpada, para poder vê-la. O cabo de três condutores, extra
flexível, que liga as duas pontas PR1 e PR2 entre si e ao testador é um cabo com código de cores preto B, verde G e vermelho R.
Ao utilizar o testador de rectificadores, as pontas PR1 e PR2 são utilizadas para determinar a polaridade e indicar curto-circuitos ou circuitos abertos em rectificadores, díodos e transístores. Estas pontas indicam se os díodos ou rectificadores funcionam ou não, mas não a qualidade da sua condução. Quando as pontas PR1 e PR2 são colocadas aos terminais de qualquer rectificador, díodo ou secção de transístor capaz de suportar 40 m.a. ou mais, independentemente da forma como as pontas estejam ligadas aos terminais da unidade em ensaio, apenas se acenderá a lâmpada B1 ou B2 associada à ponta situada no ânodo da unidade, indicando acção rectificadora. Se nenhuma lâmpada se acender, a unidade está em circuito aberto. Se ambas as lâmpadas se acenderem, a unidade está em curto-circuito. Se ambas as lâmpadas se acenderem de forma desigual, existe alguma fuga em derivação, tal como ocorre durante os ensaios "no circuito", ou então o rectificador em ensaio tem uma resistência inversa quase tão baixa como a resistência directa, o que é motivo suficiente para rejeitar a unidade. Se a unidade em ensaio estiver em curto-circuito ou aberta, não prossiga com o ensaio de condutividade com as pontas PR3 e PR4.
As pontas PR3 e PR4 permitem ensaiar a condutividade e a qualidade de rectificadores, díodos e transístores de potência capazes de suportar 100 m.a. ou mais, confirmando também curto-circuitos ou circuitos abertos.
Inicialmente, e periodicamente depois, é necessário calibrar o aparelho V com os padrões de calibração incorporados dos díodos D3 e D4. Para calibrar, ligue o cabo de alimentação do testador e feche o interruptor SW1; coloque SW2 e SW3 na posição L; coloque o potenciómetro R3 a meio da gama e ajuste o potenciómetro R1 até que o aparelho V indique a extremidade direita da escala verde "SAFE" sob "CHARGE". Ignore as duas escalas superiores "LOAD TEST" e "GEN REGUL." Se não for possível atingir este ponto, ajuste tanto R3 como R1 até o alcançar. As lâmpadas B3 e B4 não se acendem neste ajuste. Em seguida, rode o interruptor SW2 e o interruptor SW3 para a posição H (as lâmpadas B3 e B4 devem acender-se) e ajuste R2 até que o aparelho V indique a extremidade direita da zona verde "SAFE". Poderá ser necessário repetir estes dois ajustes, reajustando R1, R2 e R3 em conformidade, até que o aparelho indique o mesmo em ambas as gamas. Nenhum díodo ou rectificador ensaiado deve ultrapassar este ponto se os díodos D3 e D4 estiverem conformes ao padrão. Todos os rectificadores em bom estado, mesmo os antigos rectificadores de selénio de baixa condutividade, devem situar-se folgadamente dentro da gama "SAFE". Os casos limite podem ser decididos submetendo o carregador a um ensaio de carga à saída.
Depois de o aparelho estar calibrado, deve seguir-se o procedimento de ensaio seguinte. Em primeiro lugar, utilize as pontas PR1 e PR2 para verificar circuitos abertos, curto-circuitos e polaridade. Se não houver circuitos abertos nem curto-circuitos, acender-se-á a lâmpada da ponta PR1 ou da ponta PR2, indicando o ânodo. A ponta de ensaio vermelha PR3 deve ser ligada ao terminal do ânodo, e a ponta preta PR4 ao terminal do cátodo. Coloque o interruptor SW3 em H para valores nominais superiores a 5 amperes, ou em L para valores nominais inferiores a 5 amperes, e coloque o interruptor SW2 na posição de ensaio T. Ligue o interruptor SW1: o aparelho deve indicar na zona verde "SAFE" se a unidade for aceitável. Na posição H de SW3, uma unidade em curto-circuito fará com que ambas as lâmpadas B3 e B4 aumentem de brilho. Certifique-se de que a polaridade está correcta. Uma ligação invertida não daria qualquer leitura no aparelho.
Não deixe o testador ligado nem conectado para calibração ou ensaio durante mais tempo do que o necessário para obter uma leitura.
Este testador só pode ser utilizado para ensaiar transístores de potência na gama baixa L, abaixo de 5 amperes, que consome uma corrente de 100 m.a.
As pontas PR3 e PR4 fazem circular pelo rectificador uma corrente de 5 amperes na gama H e de 100 m.a. na gama L. As pontas PR1 e PR2 fazem circular pelo rectificador uma corrente de 40 m.a.
Testador de carga para carregadores de baterias e aparelho de soldar de C.C.
A saída de todo o carregador de baterias deve ser ensaiada, em carga, para verificar a saída nominal correcta à tensão de rede nominal.
Um bom testador de carga, que pode ser adquirido em armazéns de material eléctrico, permite ensaiar todas as baterias de 2 a 40 volts e, quando utilizado com baterias, pode descarregá-las ou mantê-las à tensão desejada. Utiliza um reóstato de pilha de carvão para ajustar a carga a qualquer valor pretendido, através do seu voltímetro de 3 gamas e do seu amperímetro. Pode utilizar-se qualquer testador de carga de baterias, mas normalmente estão limitados a 6 e 12 volts.
É possível construir um testador de carga para realizar ensaios em carga a diferentes níveis de tensão utilizando o esquema apresentado na Figura 1-3. As tensões de ensaio em carga mais úteis são 6, 12, 18, 24, 30 e 36. Se apenas forem ensaiadas unidades de 6 e 12 volts, as restantes secções podem ser eliminadas, ou acrescentadas mais se forem necessárias tensões superiores. As seis baterias de 6 volts apresentadas devem ser todas iguais e podem ser qualquer bateria de chumbo-ácido de automóvel de 6 volts, que não necessita de ser de serviço pesado, porque durarão anos neste serviço se forem mantidas carregadas. São necessárias baterias de maior dimensão para carregadores industriais com uma saída superior a 100 amperes. Estas baterias serão normalmente mantidas carregadas pelo próprio processo de ensaio dos carregadores. No entanto, devem ser equalizadas de vez em quando, carregando-as com a frequência suficiente para manter o electrólito a plena carga em todos os elementos. Pode construir-se um carregador simples utilizando um transformador e um rectificador de um carregador de 36 volts, acrescentando os aperfeiçoamentos desejados.
As resistências R1 são resistências de carga de ensaio de baterias de 6 volts idênticas, das utilizadas nos testadores de carga de baterias comerciais. Podem ser adquiridas como peça de substituição nova, recuperadas de testadores antigos abatidos, ou fabricadas seguindo os pormenores de construção das Figuras 1-4 e 1-5. Faça todas as secções iguais à secção A-B, isto é, 12 pés de 5 fios de arame de atar de 0.0625 polegadas enrolados sobre uma placa de amianto, enrolando secções adicionais se for utilizado para soldadura, como se explica mais adiante. Os solenóides RL1 são iguais e são solenóides de arranque de automóvel de 6 volts de serviço intermitente normalizados, com um único terminal pequeno entre os pernos grandes, ligado a uma extremidade da bobina. A outra extremidade da bobina está ligada interiormente ao terminal "BAT". Os contactos dos pernos grandes estão normalmente abertos, mas fecham quando a bobina é excitada. Os interruptores SW1 são iguais e são botões de pressão SPST N.A. de contacto momentâneo. Os interruptores SW2 são iguais e são SPST com capacidade de 1-3 amperes a 115 volts. Os interruptores SW3 são interruptores SPDT idênticos com posição de desligado. Os interruptores SW2 e SW3 devem ser sempre desligados quando não estiverem a ser utilizados, porque os aparelhos de medida representariam um pequeno consumo para as baterias. O aparelho A1 é um amperímetro de C.C. de 0-10 amperes. O aparelho A2 é um amperímetro de C.C. de 0-100 amperes. O aparelho V1 é um voltímetro de C.C. de 0-8 volts para carregadores de 6 volts; o aparelho V2 é um voltímetro de C.C. de 0-15 volts para carregadores de 12 volts; o aparelho V3 é um voltímetro de C.C. de 0-30 volts e é comutado para ler 18 ou 24 volts; o aparelho V4 é um voltímetro de C.C. de 0-50 volts que pode ser comutado para ler 30 ou 36 volts. Os voltímetros V1, V2, V3 e V4 devem ser exactos. Se não o forem, podem ser recalibrados para uma única tensão actuando no ajuste do zero, se este estiver acessível na face do aparelho. Caso contrário, o voltímetro pode ser calibrado utilizando um reóstato em série com o aparelho para reduzir a leitura, se for elevada, ou um reóstato em paralelo com a resistência multiplicadora interna do aparelho para aumentar a leitura. Se não estiver disponível um padrão exacto, calibre o aparelho utilizando uma boa bateria de chumbo-ácido plenamente carregada, à temperatura ambiente normal de cerca de 77 graus F, que tenha perdido a sua carga superficial, por exemplo 24 horas após a carga completa, considerando um valor de 2.1 volts por elemento. Os terminais de ensaio das baterias prolongam-se até um local cómodo na parte da frente da bancada e são marcados como indicado. Os terminais negativos são pintados de preto e marcados "NEG" ou deixados sem marcação. Os dois terminais positivos são pintados de vermelho ou marcados "POS." Deve pendurar-se uma cortina de borracha, como um pedaço de câmara-de-ar velha, sobre os terminais para evitar curto-circuitos acidentais, retirando-a quando o testador de carga for utilizado. Faça os terminais de ensaio com um pedaço de tubo de cobre de cerca de 3 polegadas de comprimento soldado ou cravado nas extremidades dos cabos e achatado, com um furo para fixação. Em seguida, dobre-os para fora, afastando-os da bancada, para receber a pinça do carregador.
Para utilizar o testador de carga, ligue a pinça positiva ou vermelha do carregador de baterias ao terminal de ensaio positivo adequado. Para carregadores pequenos de menos de 10 amperes, utilize o terminal positivo de 10 A., e para carregadores acima de 10 amperes, utilize o terminal positivo de 100 A. A pinça negativa do carregador de baterias liga-se ao terminal de ensaio negativo da tensão correcta, por exemplo 6, 12, 18, 24, 30 ou 36.
Coloque o interruptor de voltímetro SW2 ou SW3 correcto para corresponder à tensão do carregador em ensaio. Ligue o cabo de C.A. do carregador, coloque-o em carga e anote a leitura do amperímetro tanto no carregador como no painel de ensaio. Devem indicar aproximadamente o mesmo. No entanto, em muitos carregadores de baterias os amperímetros costumam ler por excesso. Ou seja, indicam mais amperes do que o carregador está realmente a fornecer, o que é mais seguro do que se a leitura fosse demasiado baixa. Se o carregador estiver a fornecer a sua saída nominal plena na regulação mais alta e o voltímetro de C.C. indicar a tensão nominal ou superior, e se a tensão da rede for normal, o carregador tem saída plena.
Se a corrente de C.C. não atingir a sua saída nominal, é provável que a tensão da bateria tenha subido acima do seu valor nominal. Prima o interruptor SW1 correspondente à tensão da bateria para aplicar uma carga à bateria e ao carregador. Mantenha o interruptor SW1 premido até que o voltímetro de C.C. indique exactamente a tensão nominal, por exemplo 6, 12, 18, 24, 30 ou 36. Em seguida, leia rapidamente o amperímetro de C.C. do testador e do carregador. Poderá ser necessário desligar o carregador e descarregar a bateria durante 20 segundos para fazer baixar a tensão da bateria.
O procedimento é o mesmo quando se utiliza um testador de carga já fabricado. Ligue as pinças do testador e as pinças do carregador à bateria e aplique o número correcto de resistências de carga de descarga.
O testador de carga é utilizado para reduzir a tensão da bateria ao seu valor nominal. Um carregador só produzirá os amperes nominais com uma bateria completamente descarregada, cuja tensão seja igual ou inferior ao seu valor nominal. À medida que a bateria é carregada na maioria dos carregadores de tensão constante, a sua tensão aumenta e os amperes diminuem, pelo que a resistência de carga descarrega a bateria e ajuda a mantê-la baixa durante o ensaio.
Um testador de carga de resistência única não é prático numa oficina de reparação, devido à grande variedade de carregadores ensaiados. No entanto, uma vez estabelecidos os volt-amperes aos terminais de uma dada resistência, isso constitui uma indicação exacta da saída plena do carregador. Carregar baterias é diferente de aplicar uma tensão aos terminais de uma simples resistência. O carregador
deve primeiro vencer a f.e.m. inversa ou contra-tensão da bateria antes de poder fornecer qualquer
corrente de carga. Depois de o carregador atingir a tensão nominal da bateria descarregada, a corrente absorvida pela bateria é determinada pela resistência interna da bateria. Esta resistência é constituída pelas placas, ligadores e electrólito da bateria e tem um valor muito baixo, em fracções de ohm. É por isso que a condutividade dos rectificadores e a tensão da rede são bastante críticas para a saída plena do carregador.
O testador de carga apresentado na Figura 1-3 constitui também um aparelho de soldar de C.C. ideal para soldadura por arco com eléctrodo metálico, com polaridade directa e inversa, brasagem com maçarico de arco, soldadura branda de grande porte e aquecimento. A resistência redutora de tensão é constituída por todas as resistências de carga R1 mais secções adicionais. Apenas são apresentadas 3. A pinça pos. W1 liga-se a uma das junções entre quaisquer duas das resistências R1, e a pinça pos. W2 é o porta-eléctrodos de soldadura positivo, ou o maçarico de arco de carvão. A pinça neg. W é a ligação de soldadura negativa. Esta disposição permite dar resposta à soldadura ocasional, à brasagem ou à soldadura branda de grande porte que surjam na assistência a carregadores de baterias.
Painel de resistência ajustável de serviço pesado
Um painel de resistência ajustável de serviço pesado pode ser utilizado não só como testador de carga mais flexível e como resistência de descarga de baterias a todas as tensões, mas também para muitos outros fins na assistência a carregadores de baterias.
Construa um painel de resistências como se mostra nas Figuras 1-4 e 1-5. Com o cabo e a pinça K e o fio de ponte J, pode seleccionar-se qualquer resistência de carga para reduzir ou manter a tensão da bateria no valor desejado. Se assim se pretender, pode ligar-se em série um reóstato de pilha de carvão de serviço pesado para obter um comando fino, e pode acrescentar-se uma longa bobina de fio de aquecimento grosso de nicrómio na junção H para proporcionar uma resistência adicional mais elevada. Pode utilizar-se em série um solenóide, ou um interruptor de arranque de automóvel accionado com o pé, para ligar ou desligar a resistência de carga de forma rápida e cómoda.
O painel de ensaio apresentado na Figura 1-5 é enrolado com arame de atar de ferro com um diâmetro de 0.0625". O número de fios e o comprimento de cada secção estão indicados na Figura 1-4. Estes fios são torcidos, depois de medidos e cortados à medida, fixando uma extremidade num torno e as outras extremidades aos raios de uma roda. Ao fazer girar a roda, os fios ficam fortemente torcidos.
O painel é de amianto com ¼ de polegada de espessura e 36 polegadas de comprimento por 30 polegadas de largura, apertado em cada extremidade por parafusos introduzidos através de cantoneira de ferro de 1" X 1" X ⅛" como se mostra. Se for utilizado sobre um pavimento inflamável, como a madeira, prepare um tabuleiro de chapa metálica e coloque-o sob os pés do painel para recolher quaisquer faíscas ou metal fundido em caso de ligação errada acidental. Com uma serra de arco, abra entalhes nos bordos superior e inferior de 1 em 1 polegada, para manter os fios separados e na posição. Em cada junção, torça os fios entre si, faça-os sair perpendicularmente ao painel e solde a latão ou a estanho as extremidades entre si para obter um bom contacto eléctrico. As junções situadas na face posterior do painel, como C e F, podem ser trazidas para a frente através de um furo no painel. Cada junção deve ser fixada com arame através de pequenos furos abertos no painel. Isole os fios que fiquem próximos utilizando papel de amianto. Podem sair-se tomadas intermédias depois de o painel estar concluído, utilizando ligadores de cobre de duas peças como os empregues pelos electricistas.
A Figura 1-4 mostra os amperes máximos, a resistência aproximada em ohms de cada secção, e também a tensão e a resistência totais desde a junção A até cada junção sucessiva.
Para utilizar o painel, ligue o condutor K a um dos lados da bateria e do carregador, e ligue o fio de ponte J entre o outro lado da bateria e do carregador e a junção adequada para obter a carga desejada.
Com alguma experiência, o painel pode ser calibrado para ensaiar qualquer carregador sem baterias. A tensão e/ou os amperes de saída serão inferiores aos obtidos com o carregador ligado a uma bateria. Elabore uma tabela para cada modelo que se saiba ter saída plena sobre uma bateria, seleccionando uma junção que proporcione aproximadamente os amperes nominais plenos e registando a amperagem, a tensão e a junção exactas utilizadas, bem como a tensão da rede quando o painel de ensaio está frio no início. A tensão de C.C. será consideravelmente inferior à tensão nominal. Para ensaiar os mesmos modelos, ou um modelo semelhante com as mesmas características nominais, utilizando apenas o painel de resistências e sem bateria, as leituras devem ser aproximadamente iguais. Recorde que a resistência aumentará e a corrente diminuirá à medida que o painel de resistências aquece. Um ensaio rápido a frio de cada vez deve produzir as mesmas leituras.
A Figura 1-4 mostra a tensão máxima a aplicar entre a junção A e as restantes junções. No entanto, uma tensão inferior aplicada entre a junção A e uma junção mais alta fará circular uma corrente menor. Por exemplo, 6 volts entre a junção A e F fariam circular aproximadamente 10 amperes (0.630 ohms).
Este painel pode ser utilizado também para outros fins, como a resistência redutora de tensão apresentada no ensaio de reguladores de tensão da Figura 1-6, resistência R1.
O painel de resistências de ensaio pode ser utilizado para determinar a resistência correcta das resistências de balastro ou redutoras de tensão empregues nos circuitos primários ou secundários dos carregadores de baterias ao ligar ou converter carregadores antigos apenas de 6 volts para funcionamento a 6/12 volts, ou para reduzir a saída nalguns casos. Depois de determinar que junções proporcionam o valor adequado, verifique a resistência com exactidão com um ohmímetro de gama baixa ou uma ponte de Wheatstone. Para valores baixos, calcule a resistência aplicando a lei de Ohm depois de ler os amperes e a queda de tensão aos terminais da secção de resistência. A resistência em ohms é igual à queda de tensão dividida pela corrente em amperes. Por exemplo, com 10 amperes através da resistência e uma queda de tensão aos terminais da resistência de 6 volts, a resistência é de seis décimos, ou 0.6 ohms. A potência nominal da resistência deve ser, no mínimo, a corrente multiplicada por si própria e pela resistência, ou seja, um valor de 10 X 10 X 0.6 igual a 60 watts.
Conjunto de ensaio de reguladores de tensão alimentado pelo carregador
Para regular e verificar de forma correcta e rápida os reguladores automáticos de tensão dos carregadores de baterias, são necessárias uma tensão de C.C. variável e um voltímetro de C.C. exacto. Na Figura 1-6 apresenta-se um conjunto de ensaio que utiliza a tensão do próprio carregador de baterias, em vez de uma fonte de tensão exterior.
Na Figura 1-6a, o potenciómetro R2 é uma unidade bobinada de 1K ohms e 10 watts. Os terminais T1, T2 e T3 são pequenas pinças crocodilo ligadas a condutores com cerca de 2 pés de comprimento. F é um fusível de 1/10 (0.1) ampere. V é um voltímetro de C.C. com uma gama adequada à tensão da bateria, ligado como se mostra.
Para utilizar o conjunto de ensaio, desligue o condutor positivo do terminal positivo do regulador de tensão e ligue-o à pinça T1. Em seguida, ligue a pinça T3 ao terminal positivo do regulador de tensão. Ligue a pinça T2 ao condutor e terminal negativo, que continua ligado ao regulador de tensão. Ligue o carregador, coloque-o em funcionamento e ajuste o potenciómetro R2 até atingir a tensão de corte correcta. Reajuste o regulador de tensão se for necessário.
Se a tensão da bateria não for suficientemente elevada para atingir o ponto de corte, a tensão do carregador nas pinças T1 e T2 pode ser elevada acima da tensão da bateria para acelerar o ajuste, inserindo uma resistência R1 da Figura 1-6b entre o terminal positivo da bateria BAT e a pinça positiva de bateria CH do carregador. A resistência R1 pode ser uma mola de aço velha com calibre de fio n.º 14 ou superior, consoante a corrente, de ¾’’ de diâmetro e 2 pés de comprimento, ou uma série de resistências de descarga de testador antigas. Melhor ainda é o painel de resistências apresentado nas Figuras 1-4 e 1-5. Utilize um valor de resistência que permita que a tensão do carregador suba ligeiramente acima da tensão de corte desejada do regulador.
Conjunto de ensaio de reguladores de tensão autónomo alimentado por bateria
Na Figura 1-7 apresenta-se esquematicamente um conjunto de ensaio de reguladores de tensão autónomo, alimentado por bateria, já fabricado e disponível em armazéns de material eléctrico.
V é um voltímetro de C.C. com um fundo de escala de 50 volts e uma resistência de 50K ohms, ou 1K ohms por volt. O interruptor SW1 é um interruptor de contacto momentâneo N.A. que se fecha para "test" e se abre para utilização como voltímetro separado. BAT é uma pilha "B" de 67.5 volts. R1 é um potenciómetro de 10K ohms e R2 é uma resistência de 3K ohms. O testador dispõe também de um termómetro incorporado calibrado em tensão de corte.
O voltímetro deste conjunto de ensaio, devido à elevada resistência do potenciómetro, descerá bruscamente quando for atingida a tensão do díodo zener do regulador de tensão. Se descer abaixo da tensão de ligação do regulador, aumente a tensão rodando o potenciómetro R1 no sentido dos ponteiros do relógio até atingir novamente a tensão de corte. Em seguida, baixe lentamente a tensão para verificar a tensão de ligação do regulador de tensão, caso disponha dela.
Na falta de regulações mais específicas do regulador de tensão, utilize a Tabela 1-1 como guia. Quando o ponto de gaseificação da bateria é atingido durante a carga, a tensão aos terminais da bateria a 77 graus F deve ser aproximadamente a indicada na Tabela 1-1.
Tensão de corte do regulador de tensão para diversas baterias
Conjunto de ensaio de reguladores de tensão alimentado por C.A.
Na Figura 1-8 apresenta-se um conjunto de ensaio de reguladores de tensão alimentado por C.A.
O transformador T1 pode ser uma secção de 120 ou 240 volts de um pequeno transformador com tomada central, de modo a funcionar como autotransformador. Também pode utilizar-se a secção primária ou secundária de um transformador de alimentação de rádio antigo, se tiver tomada central. Os díodos D1 e D2 são díodos de silício com valor nominal de 1 a 2 amperes a 200-400 PIV. A saída do rectificador deve ser filtrada; caso contrário, a tensão rectificada de pico daria uma tensão de disparo falsa. Normalmente, com o regulador ligado ao carregador, a bateria comporta-se como um grande condensador que atenua a maior parte destes picos de tensão. A bobina de choque CH1 é uma bobina de 30 henries. Os condensadores C1 e C2 podem ser condensadores electrolíticos de 8-16 mfd e 200 DCWV. R1 é um potenciómetro bobinado de 1K ohms e 10 watts. F é um fusível de ¼ de ampere. O aparelho V é um voltímetro de C.C. de 0-50 volts. Este circuito fornece uma saída de aproximadamente 0-70 volts de C.C. O autotransformador pode representar um risco de choque eléctrico. Por esse motivo seria preferível um transformador de isolamento com enrolamentos primário e secundário, se tiver um secundário de 120 volts com tomada central (60 volts de cada lado da tomada central).
Outro método consistiria em utilizar um circuito em ponte na secção rectificadora com uma tensão de entrada de 60 volts proveniente de um Variac ou de outra fonte de tensão variável.
Ao utilizar qualquer conjunto de ensaio que disponha de bateria interna ou de um circuito rectificador filtrado a fornecer a tensão, como os apresentados nas Figuras 1-7 e 1-8, é necessário efectuar um ajuste final depois de ligar o regulador ao carregador, porque a saída do carregador não está completamente filtrada, excepto pela tensão da bateria. Os picos de tensão rectificada dispararão o regulador com uma leitura do voltímetro inferior à regulada com uma C.C. estável. Será necessário aumentar a regulação da tensão de corte. A tensão de ligação, pelo contrário, não deverá necessitar de reajuste, porque o carregador está desligado e é a bateria sozinha que fornece a tensão.
Utilizando o conjunto de ensaio apresentado na Figura 1-6, este ajuste final não costuma ser necessário. No entanto, deve ser verificado quando o regulador de tensão é novamente ligado à saída do carregador para o funcionamento normal.
Conversor para transformar energia monofásica em trifásica
Se se pretender realizar em oficina a reparação de grandes carregadores industriais e não estiver disponível uma alimentação trifásica, pode construir-se um conversor relativamente económico utilizando qualquer motor eléctrico trifásico em bom estado, como se mostra na Figura 1-9, desde que esteja disponível energia monofásica de 230 volts. Este conversor poderá alimentar todos os carregadores trifásicos de 230 volts e os grupos motor-gerador, mas não os de 440 volts trifásicos. Isso seria, no entanto, possível utilizando um transformador monofásico de 10-15 KVA para elevar a tensão de 230 para 440 volts e adaptando o motor ao funcionamento a 440 volts.
Na Figura 1-9, o motor M é um motor de indução trifásico de 230 volts com uma potência nominal de 10-15 H.P. O interruptor SW é um seccionador de facas 3PDT com um encravamento que impede colocá-lo na posição de marcha R antes de ter sido colocado na posição de arranque S. O interruptor SW pode ser constituído por dois interruptores 3PST separados colocados lado a lado com as manetes frente a frente, ficando assim um dos interruptores invertido. Aparafuse as duas manetes uma à outra e o resultado é um interruptor 3PDT, mas sem encravamento.
O motor M arranca a 115 volts monofásicos utilizando um condensador electrolítico de arranque de motor C de 500-700 mfd. e 120 volts. À medida que o motor atinge a velocidade plena, passe o interruptor SW para a posição de marcha R, o que aplica os 230 volts monofásicos a uma das fases do motor M.
Um motor trifásico a funcionar com tensão monofásica gera uma tensão trifásica aos terminais do motor, devido à indução magnética do rotor que gira no campo de C.A. Ligue os três condutores do motor 1, 2 e 3 a uma tomada ou a um interruptor-seccionador para o ensaio em trifásico.
Este conversor pode tornar-se de arranque automático utilizando um relé de arranque de motor, disponível em casas de peças para motores eléctricos. As instruções de ligação para este tipo de conversor são normalmente fornecidas com o relé.
Um motor destes constitui um esmerilador de serviço pesado ideal, accionando por correia um veio que suporta uma mó de forja de 10 polegadas. O motor tem binário de arranque suficiente para levar a mó à sua velocidade, e a inércia da mó actua como volante, ajudando o motor durante as pontas súbitas de corrente elevada, como o arranque de um grupo motor-gerador trifásico.
Voltímetro de calibração de C.C. de precisão
Quem se dedique à calibração de testadores de baterias e à regulação de reguladores de tensão necessita de um voltímetro de C.C. exacto, com uma exactidão garantida de ½%, ou melhor.
Não existem no mercado aparelhos normalizados com as gamas e a exactidão adequadas a um custo razoável para calibrar e regular correctamente os equipamentos de assistência a baterias.
O autor redigiu as especificações e foi determinante no desenvolvimento de um voltímetro de C.C. ideal, concebido especificamente para as necessidades particulares do sector dos equipamentos de assistência a baterias.
A Figura 1-10 mostra a escala de um voltímetro de C.C. de três gamas concebido para quem apenas se ocupa de baterias de arranque de veículos com tensões de 6, 12 e 24 volts.
A Figura 1-11 mostra a escala de um voltímetro de C.C. de dois arcos com quatro gamas básicas para baterias de 6, 12, 24 e 36 volts, abrangendo todas as baterias de arranque de veículos, além das de carrinhos de golfe e outras baterias de 36 volts. O selector de gama que abrange estas quatro gamas está representado na Figura 1-11a. A Figura 1-11b mostra duas gamas adicionais de 8 X 10 (40 a 80 volts, lidos na escala 4-8 e multiplicados por 10) e 16 X 10 (80 a 160 volts, lidos na escala 8-16 e multiplicados por 10), para quem trabalha com todas as tensões de bateria que possam surgir, ou ser previstas, no domínio industrial e dos veículos eléctricos.
Os aparelhos de medida eléctricos com uma exactidão de 2% ou superior são fabricados com mostradores pré-impressos, todos iguais. Os aparelhos de precisão com exactidão de ½%, ou melhor, exigem mostradores individuais e escalas de calibração traçadas à mão. O custo de fabrico destes aparelhos segundo especificações é praticamente o mesmo que o de um aparelho de escala normalizada comparável dos que constam dos catálogos de aparelhos de medida.
Enquanto estes aparelhos não estiverem disponíveis no mercado de aparelhos de medida, podem ser fabricados por encomenda a um custo comparável ao de um aparelho menos exacto do tipo com apoios em rubi.
A Fonte 14 pode fornecer estes aparelhos apresentados nas Figuras 1-10, 1-11a, 1-11b e na Tabela 1-2. Utilizando apenas mecanismos de medida com mostrador em branco de fabricantes fiáveis como a General Electric, a Westinghouse, a Weston e outros, estão equipados para produzir mostradores calibrados com precisão. Uma vez que conhecem bem as especificações, podem apresentar um preço se forem indicados o número da Figura e o tamanho de aparelho pretendido. Por exemplo: ao pedir preço, indique: "Solicitamos preço e prazo de entrega do aparelho, especificações da Tabela 1-2, desenho da Figura 1-11b, em tamanho de aparelho de 6½"."
Especificações do voltímetro de calibração de C.C. de precisão para equipamentos de assistência a baterias
O preço depende do tamanho do aparelho e de este ter um ou dois arcos de escala. Um aparelho com as gamas adicionais apresentadas na Figura 1-11b (8X10 e 16X10) é apenas ligeiramente mais caro, porque basta acrescentar duas resistências multiplicadoras de precisão e duas posições adicionais no comutador selector.
O aparelho de suspensão por fita tensa é superior ao do tipo com apoios em rubi e custa menos, porque não tem apoios nem mola espiral que provoquem atrito. São mais robustos e fiáveis durante longos períodos de tempo e as leituras fazem-se com facilidade e precisão.
Alguns dos nossos carregadores de baterias