Os aparelhos de medida mais comuns utilizados nos carregadores de baterias são os indicadores de "regime de carga" (amperímetros de C.C.), com ou sem shunt exterior, e os "indicadores de lâmpada", que são amperímetros de C.C. de zero central com shunt exterior. Nos conjuntos que combinam carregador de baterias e testador de baterias, pode existir adicionalmente um voltímetro calibrado para o ensaio de baterias. Podem existir também voltímetros de C.C., amperímetros de C.A. e voltímetros de C.A., ou um contador de ampere-hora.
Amperímetros de C.C.
Nos carregadores de baterias utilizam-se três tipos de amperímetros: o amperímetro de C.C. de ligação directa, o tipo com shunt montado no aparelho e o tipo com shunt exterior.
O amperímetro de C.C. de ligação directa, representado na Figura 18-la, possui uma ou mais espiras de fio de grande secção no interior do aparelho, ou o cabo pelo exterior, indicando por indução. A corrente total atravessa o aparelho para registar os amperes. Este tipo de amperímetro não dispõe de qualquer regulação, excepto um ajuste do "zero" em alguns casos. O mostrador indica os amperes em números em qualquer dos três tipos, ou através de uma escala marcada a cores que indica os limites de carga máxima para cada tensão de bateria.
O tipo com shunt montado no aparelho é representado na Figura 18-lb.
O tipo com shunt exterior é representado na Figura 18-1c. Ambos os tipos com shunt funcionam segundo o mesmo princípio e são reguláveis desapertando o parafuso e deslocando a ligação para alterar a posição do aparelho sobre o shunt. Quanto menos metal existir entre os terminais do aparelho, menor será a leitura para a mesma corrente através do shunt. Em ambos os casos, a corrente principal do carregador atravessa o shunt SH. O aparelho funciona a partir da queda de tensão aos terminais do shunt. Esta queda de tensão é apenas de alguns milésimos de volt, ou milivolts MV. O aparelho é um milivoltímetro, mas está calibrado em amperes para um shunt determinado. O tipo com shunt exterior evita ter de conduzir cabos de grande secção de e para o aparelho. Entre o shunt e o aparelho é necessário apenas um fio de secção muito reduzida. O shunt é normalmente montado num perno robusto, como o disponibilizado pelo disjuntor, pelo solenóide ou pelo rectificador. Nas Figuras 18-1b e 18-1c, deslocar a ligação do shunt no sentido de I corresponde a um aumento da leitura do aparelho, e D a uma diminuição da leitura.
Voltímetros
Ocasionalmente, utilizam-se voltímetros de C.C. ligados aos terminais de saída do carregador de baterias como indicadores de carga. Quando a tensão atinge aproximadamente 13.8 volts numa bateria de 12 volts, considera-se que esta está totalmente carregada sem libertação de gases às temperaturas ambientes normais. Dois pequenos condutores separados vão directamente às pinças do carregador de baterias, para ler a tensão nos terminais da bateria, evitando o erro devido à queda de tensão no cabo de carga.
Ligações dos aparelhos de medida
Os voltímetros de C.C. devem ser ligados em paralelo ao circuito, isto é, terminal positivo a terminal positivo e terminal negativo a terminal negativo. Em contrapartida, um amperímetro liga-se em série, de modo que a saída positiva do carregador vá ao terminal positivo do aparelho. O terminal negativo do aparelho vai então à pinça positiva do cabo. Num carregador de saída negativa, a saída negativa liga-se ao terminal negativo do aparelho, e o terminal positivo do aparelho liga-se à pinça negativa do cabo.
Habitualmente, o terminal da esquerda, olhando de frente para os terminais na parte de trás do aparelho, é a ligação positiva na maioria dos voltímetros e amperímetros.
As tampas de plástico de encaixe dos aparelhos de medida são fáceis de substituir e, muitas vezes, necessitam mesmo de substituição. Na limpeza das tampas de plástico, utilizar apenas sabão ou detergente e água. Nunca utilizar álcool nem solventes de limpeza. A tampa pode ser retirada com os dedos e voltar a encaixar na posição. Observar a posição das patilhas da tampa e certificar-se de que ficam alinhadas com os entalhes correspondentes da caixa do aparelho. A tampa só encaixa correctamente numa posição, sem ser necessário forçar.
Voltímetros de C.C. de escala expandida
Os voltímetros de C.C. são utilizados em testadores de baterias com carga, quer como unidade de ensaio separada, quer incorporados num conjunto que combina carregador de baterias e testador de baterias. Os condutores do voltímetro vão directamente do voltímetro às pinças do carregador de baterias, por condutores separados, para evitar leituras erróneas devidas à queda de tensão nos cabos de grande secção. Um testador de baterias aplica uma carga resistiva aos terminais da bateria em ensaio e indica a tensão em carga, bem como em vazio, antes e depois da carga.
O voltímetro de C.C. utilizado para indicar o estado da bateria e o seu estado de carga na maioria dos testadores mais recentes é de concepção especial, conhecido como voltímetro de C.C. de "escala expandida" ou de "escala suprimida".
Um voltímetro normal distribui a tensão de zero até ao fundo de escala por toda a escala. Para um aparelho de 0-15 volts, por exemplo, o voltímetro de C.C. de escala linear normal é representado na Figura 18-2a. No ensaio de baterias (12 volts), as tensões inferiores a 10 ou superiores a 15 (sendo comuns 8-16) não têm particular significado. Na Figura 18-2a, as leituras de tensão importantes situam-se no terço superior da escala. O voltímetro de C.C. de escala expandida representado na Figura 18-2b elimina esta desvantagem expandindo a escala 3 vezes, o que proporciona leituras 3 vezes mais precisas. O aparelho da Figura 18-2b só começa a indicar valores quando a tensão atinge 10 volts.
Esta expansão pode ser conseguida de várias formas. É muito utilizado um circuito em ponte com resistências especiais ou lâmpadas. O circuito em ponte é instalado no interior do aparelho ou montado numa placa exterior ao mesmo. Nos primeiros modelos de aparelhos de escala expandida, a supressão era conseguida utilizando a regulação da mola espiral para manter o ponteiro no extremo inferior da escala até ser atingida a tensão de cerca de 10 volts. Este método fazia com que o ponteiro batesse contra o batente sempre que a tensão era subitamente retirada, danificando ou torcendo frequentemente o ponteiro, ou provocando leituras inexactas. Por necessidade, estes aparelhos eram, portanto, fortemente amortecidos para travar o ressalto.
Voltímetro de C.C. de escala expandida com díodos zener
O desenvolvimento do díodo zener proporcionou um meio relativamente económico, preciso e simples de expandir a escala de um voltímetro de C.C.
Na Figura 18-3a, é representado um díodo zener de 10 volts ligado em série com o voltímetro. O aparelho não recebe corrente enquanto a tensão não atingir 10 volts e o díodo zener não começar a conduzir, mantendo aos seus terminais uma queda de tensão de 10 volts. À medida que a tensão aumenta, o díodo zener Z apresenta uma queda de tensão constante de 10 volts, independentemente da corrente que o atravessa, dentro de certos limites. Numa leitura de fundo de escala de 15 volts, há uma queda de 10 volts no díodo zener Z e de 5 volts na resistência do aparelho. Numa leitura de 10 volts, não há tensão aos terminais do aparelho e existe uma queda de 10 volts no díodo zener.
A Figura 18-3b mostra o mesmo circuito básico, mas para funcionamento em dupla tensão, como 6 e 12 volts, utilizando dois zeners. O díodo zener Z1 recebe 5 volts ou menos, e Z2 recebe 10 volts ou menos. R1 é a resistência multiplicadora e de calibração para 6 volts (gama 5V -7.5V), e R2 é a resistência multiplicadora e de calibração para 12 volts (gama 10V -15V). O interruptor SW1 é um comutador unipolar de duas posições (SPDT) que selecciona a gama de 6 ou de 12 volts. Pequenos desvios de valor de Z1 e Z2 podem ser compensados pelos reóstatos R1 e R2. Z1 e Z2 devem ser exactamente de 5 ou 10 volts, ou inferiores, mas nunca superiores. Se forem inferiores, começarão a conduzir um pouco mais cedo.
Por vezes encontra-se um díodo zener ligado aos terminais do aparelho de medida. Não confundir com os circuitos das Figuras 18-3a e 18-3b. Um díodo zener ligado aos terminais do voltímetro é aí colocado para protecção contra "sobretensões". O zener conduz e curto-circuita o aparelho se a tensão de fundo de escala exceder os limites de segurança.
Testador de baterias com carga
O testador de baterias com carga representado na Figura 18-4 fornece uma leitura da tensão da bateria em vazio e sob uma intensidade de carga predeterminada aplicada à bateria, podendo ensaiar baterias de 6 ou 12 volts. A escala do voltímetro de C.C. VM está normalmente calibrada em volts e tem sempre uma escala colorida para indicar o estado da bateria e o seu estado de carga. Dispõe frequentemente de uma escala colorida para calibrar e regular os reguladores de tensão nos veículos.
Para utilizar este testador, regular primeiro o comutador de ensaio da tensão da bateria, constituído por SW2 e SW3 acoplados como comutador bipolar de duas posições (DPDT), para 6 volts ou 12 volts. Isto selecciona a gama correcta no aparelho de ensaio e liga a carga resistiva adequada. Quando SW1 é colocado em "test", excita o solenóide RL1, fechando os contactos e colocando a resistência de carga R1 aos terminais da bateria. Se os comutadores de ensaio SW2 e SW3 estiverem na posição de 12 volts, o solenóide RL2 não é excitado e apenas a resistência R1 fica ligada aos terminais da bateria para o ensaio a 12 volts. Se os comutadores de ensaio SW2 e SW3 estiverem na posição de 6 volts, o solenóide RL2 fecha os contactos e liga a resistência de carga R2 em paralelo com a resistência de carga R1 e aos terminais da bateria. Uma bateria de 6 volts necessita de uma corrente de ensaio em carga superior à de uma bateria de 12 volts.
Note-se que pequenos fios provenientes do circuito do aparelho de ensaio vão directamente às pinças de ensaio da bateria, para dar leituras de tensão precisas nos terminais da bateria. Isto evita o erro devido à queda de tensão nos cabos. Cabos usados podem ter muitos fios partidos e oferecer uma resistência superior à de um cabo novo. Estes pequenos fios estão normalmente incorporados no cabo de maior secção, ou são fixados com fita adesiva pelo exterior dos cabos de ensaio da bateria.
O reóstato R3 (25 ohms) é uma resistência de calibração, e R4 (39 ohms) é uma resistência multiplicadora para 6 volts. O reóstato R5 (40 ohms) é uma resistência de calibração, e R6 (100 ohms) é uma resistência multiplicadora para 12 volts.
Carregador combinado e testador de baterias "421"
O testador de baterias representado na Figura 18-5 é um testador do tipo "421", mais preciso e fiável do que qualquer equipamento anterior. Dispõe de um carregador de baterias incorporado de 14 amperes, apenas para baterias de 12 volts. Este testador foi especificamente concebido para realizar o ensaio de baterias "421". Este ensaio "421" é o resultado de ensaios e análises exaustivos de vários milhares de baterias de todos os tamanhos e marcas, em diversos estados de carga e de conservação.
O ensaio "421" baseia-se na análise das diferenças de tensão nos terminais em circuito aberto. A tensão nos terminais é medida depois de a bateria ter sido condicionada por uma descarga de 50 amperes durante um período de tempo determinado de 15 segundos, e novamente depois de a bateria ter sido condicionada por uma carga de 14 amperes durante um período de tempo determinado de 45 segundos. A diferença entre estas duas leituras é depois comparada com uma escala colorida normalizada do aparelho para determinar o estado da bateria. A referência baseia-se em diferenças de tensão características de baterias em bom estado e de baterias defeituosas. Os testadores capazes de realizar este ensaio "421" reconhecem-se pelo selo "421 TEST' que figura no painel do instrumento.
Consultar a Figura 18-5 e executar o procedimento seguinte, que está impresso no painel frontal do testador. Foram aqui introduzidas explicações, sempre que adequado, para esclarecer melhor a utilização de cada componente em todas as fases do ensaio.
- 1. Verificar se a bateria apresenta defeitos visíveis e adicionar água se necessário. ATENÇÃO - todas as luzes e acessórios devem estar desligados.
- 2. Ligar o cabo de alimentação a uma tomada de 115 volts.
- 3. Ligar a pinça vermelha ao borne positivo da bateria e a pinça preta ao borne negativo. Rodar as pinças para garantir um bom contacto.
O "comutador selector", SW3A e SW3B, selecciona o ensaio 421 ("test"), desliga a C.A. ("off") ou liga o testador como carregador de baterias normal ("charge") a 14 amperes e 12 volts. O "comutador selector" é um interruptor basculante bipolar de duas posições (DPDT) com posição central "off".
- 4. Para ensaiar, colocar o "comutador selector" SW3 na posição "test". Rodar o "indicador de ensaio" no aparelho (um pequeno botão na frente do aparelho) para a posição "up". As três luzes de ensaio, "set", "re-start" e "condition", devem estar acesas. O "indicador de ensaio" (SW10) no aparelho tem de ser rodado para a posição "up" para que a luz "re-start" RT3 acenda. Caso contrário, a luz "re-start" não poderia dar uma indicação de apagado no passo 7. O interruptor SW10 é um microinterruptor montado no aparelho que fecha, acendendo a luz "re-start" RT3, quando o "indicador de ensaio" é regulado acima de 11 volts na escala do aparelho. O interruptor SW10 está aberto e a luz "re-start" RT3 apagada quando o "indicador de ensaio" é regulado abaixo de 11 volts na escala do aparelho.
- 5. Premir o "botão set" SW6 e mantê-lo premido até a luz "set" RT2 se apagar. O "botão set" SW6 fecha o circuito que liga o motor do temporizador de carga TM3 à linha de 115 V C.A. Passados alguns segundos, o interruptor SW9, que é um interruptor accionado por came e comandado pelo motor do temporizador de carga TM3, desloca o contacto móvel 3 do contacto 1 para o contacto 2, apagando a luz "set" RT2 e ligando o contacto 3 ao contacto 2. Isto shunta o "botão set" SW6 e mantém o TM3 a funcionar, mesmo depois de o "botão set" SW6 ser libertado. Ao mesmo tempo, o temporizador de carga SW12 desloca o contacto 3 do contacto 1 para o contacto 2, colocando a resistência de carga de 50 amperes R3 aos terminais da bateria durante 15 segundos. Se o "botão set" não for mantido premido até a luz "set" se apagar, o temporizador e o ciclo param. Premir e manter premido o "botão set" até a luz "set" se apagar. Depois de a luz "set" se apagar, a carga de 50 amperes é aplicada durante 15 segundos, sendo em seguida desligada. A luz "set" permanece apagada mais 5 segundos enquanto a tensão da bateria estabiliza. Se o temporizador continuar ligado e não apagar a luz "set" dentro de alguns segundos, desligar imediatamente as baterias e verificar a came do temporizador de carga TM3. O temporizador de carga pode "encravar" na parte frontal da came e bloquear o motor do temporizador, deixando a resistência de carga ligada aos terminais da bateria. Habitualmente, uma pequena porção de massa lubrificante na parte inclinada da came resolve este problema. Caso contrário, alisar a came para eliminar rebarbas. A massa recomendada é o lubrificante Molykote G. Fazer o testador percorrer o ciclo de ensaio em carga, com as baterias desligadas, conforme indicado no passo 5, para confirmar várias vezes que o temporizador funciona correctamente. Melhor ainda, desligar os condutores do motor do temporizador TM3 e aplicar 88 volts através de um Variac, potenciómetro ou outra fonte de C.A. regulável. Se funcionar durante vários minutos a 88 volts, pode considerar-se fiável a 115V C.A. O binário a 88 volts é apenas 58½% do binário a 115 volts. O binário varia, não proporcionalmente, mas com o quadrado da tensão.
Os contactos grandes 2 e 3 do interruptor do temporizador de carga SW12 e o microinterruptor do temporizador de carga SW9 são accionados pelo motor do temporizador de carga TM3 através de duas cames separadas. Ao fim de 20 segundos, o temporizador TM3 repõe os contactos de SW9 e SW12 na posição original representada na Figura 18-5.
Se o temporizador de carga ficar "encravado" com a resistência de carga R3 ainda ligada, não tentar carregar a bateria nem executar o passo 7, pois a carga adicional sobre os rectificadores sobrecarregá-los-ia ou faria disparar o disjuntor de 30 amperes CB.
- 6. Quando a luz "set" voltar a acender, rodar imediatamente o "indicador de ensaio" até cruzar o ponteiro do aparelho na "linha set".
- 7. Se a luz "restart" se apagar, passar ao passo 9. A luz "restart" não se apagará se a regulação do "indicador de ensaio" no passo 6 tiver sido superior a 11 volts.
- 8. Se a luz "re-start" permanecer acesa, repetir os passos 5, 6 e 7. Se a luz "re-start" continuar acesa após três repetições, passar ao passo 9.
- 9. Premir o "botão condition" e mantê-lo premido até a luz "condition" se apagar. O "botão condition" SW4 acciona o temporizador de condicionamento TM2, iniciando um ciclo de carga de 14 amperes durante 45 segundos. A carga começa quando a luz "condition" RT1 se apaga e termina quando a luz "condition" acende. Quando o "botão condition" SW 4 põe em funcionamento o motor do temporizador de condicionamento TM2, passados alguns segundos o interruptor de came de accionamento do temporizador SW7 desloca o contacto C do contacto S2 para o contacto S1. Isto desliga a luz "condition" RT1, que se apaga. Os contactos C e S1 aplicam 115 VCA ao primário do transformador T1 e aplicam à bateria uma carga de 14 amperes através dos díodos de silício D1 e D2, num circuito de carga convencional de onda completa com ponto médio. Ao mesmo tempo, o motor do temporizador de condicionamento acciona o interruptor SW8, deslocando o contacto TM do contacto 1 para o contacto 2, shuntando o interruptor do "botão condition" SW4. O motor TM2 continuará a funcionar durante todo o ciclo, mesmo depois de o interruptor do "botão condition" SW4 ser libertado. SW4 pode ser libertado assim que, mas não antes de, a luz "condition" RT1 se apagar. O motor do temporizador de condicionamento funciona durante 45 segundos e depois desliga-se, parando o ciclo de carga ao afastar o contacto C de S1, a meio caminho entre S1 e S2. O motor do temporizador de condicionamento continua a funcionar mais 15 segundos para estabilizar a tensão. Em seguida, SW8 desloca o contacto móvel TM do contacto 2 para o contacto 1, parando o motor TM quando o contacto móvel C de SW7 se desloca para o contacto S2, acendendo a luz "condition" RT1.
- 10. Quando a luz "condition" voltar a acender (ao fim de cerca de 1 minuto), registar imediatamente o ponto em que o ponteiro do aparelho cruza a linha do "indicador de ensaio". Uma leitura na zona vermelha da esquerda indica tensão baixa após a carga, devida a um possível curto-circuito na bateria.
Uma leitura na zona vermelha da direita indica tensão elevada após a carga, devida a sulfatação ou a resistência elevada da bateria. Uma leitura na zona verde indica uma bateria em bom estado. Se for necessária uma recarga, pode ler-se o tempo de carga aproximado em horas.
- 11. Se a leitura se situar em qualquer das zonas vermelhas, substituir a bateria. Se se situar na zona verde, a bateria está "OK"; recarregar durante o número de horas indicado na escala superior.
Procedimento de carga da bateria
- 1. Com o comutador selector na posição "off", ligar as pinças dos cabos à bateria com a polaridade correcta. Colocar o comutador selector na posição "test"; as três luzes devem acender antes de passar para carga. Colocar o comutador selector na posição "charge".
- 2. Regular o "temporizador de carga" TM1 para o número de horas pretendido.
Na Figura 18-5, o interruptor do temporizador de 12 horas SW11 é um interruptor accionado por came e comandado pelo motor do "temporizador de carga" TM1. Quando o mostrador do temporizador de carga é rodado no sentido dos ponteiros do relógio, fecha os contactos 1 e 2, liga o motor do temporizador de carga TM1 e o primário do transformador T1 à linha de 115 V C.A., e continua a funcionar durante o número de horas regulado no mostrador. Isto proporciona à bateria uma carga de 14 amperes (no início) a 12 volts. O voltímetro de ensaio VM pode ser calibrado para indicar a tensão exacta aos terminais das pinças dos cabos, com o "comutador selector" na posição "off", regulando o reóstato R2, que se encontra no interior da caixa e dispõe de uma ranhura para chave de fendas num veio saliente. Naturalmente, deve utilizar-se um voltímetro de precisão de ½% para calibrar o aparelho VM. No entanto, podem obter-se resultados razoavelmente precisos utilizando uma bateria totalmente carregada que tenha estabilizado durante 24 horas após a carga, sem carga ou descarga adicional durante esse período de 24 horas. A 77 graus F., a bateria deve apresentar uma tensão de 2.1 volts por elemento, ou 12.6 volts numa bateria de 12 volts. Se o aparelho VM do testador estiver razoavelmente próximo, deixá-lo como está. Se o aparelho de ensaio estiver muito desviado, regular o reóstato R2 para ler exactamente 12.6 volts no aparelho VM.
Testador de baterias portátil simples
A Figura 18-6 mostra um pequeno voltímetro portátil utilizado para medir a tensão da bateria sob a carga do motor de arranque, bem como para regular os reguladores de tensão nos veículos. Este testador é invulgar porque não utiliza um comutador para ler 6 ou 12 volts. Basta inverter as ligações. Existe uma ponta de prova MP que sai da caixa do aparelho e uma ponta de prova de ensaio TP na extremidade de um cabo flexível. Para ler na escala de 6 volts, ligar a ponta MP ao borne positivo da bateria e a ponta TP ao borne negativo. Na escala de 6 volts, a corrente circula pela ponta MP e pelo díodo de silício D1, sendo bloqueada pelos díodos D3 e D2, passando pelo terminal positivo do aparelho VM, pelo potenciómetro multiplicador de 6 volts R1 e pelo díodo D4 até à ponta TP, regressando ao borne negativo da bateria. Para ler na escala de 12 volts, inverter as ligações das pontas utilizadas acima. A ponta TP liga-se ao borne positivo da bateria e a ponta MP ao borne negativo. Na escala de 12 volts, a corrente circula pela ponta TP, pelo díodo D2 (D4 e D1 estão a bloquear), pelo terminal positivo do aparelho, por R1, R2 e D3, regressando ao borne negativo da bateria pela ponta MP.
Os díodos D1, D2, D3 e D4 são todos díodos de silício com características de 500 MA, 50 PIV ou superiores.
O potenciómetro R1 é a resistência de calibração de 6 volts (50 ohms). Deve ser regulado em primeiro lugar, caso exista uma pequena fuga inversa no díodo D4. O reóstato R2 é a resistência de calibração de 12 volts (100 ohms).
Testador do estado da bateria
A Figura 18-7 mostra um testador do estado da bateria com uma carga temporizada de 250 amperes a 6 volts, 180 amperes a 12 volts, um aparelho de escala expandida e um relé selector automático de 6-12 volts RL3.
O relé de 6-12 volts RL3 possui um conjunto de contactos duplos 1 e 2 e um conjunto de contactos triplos 3, 4 e 5. Com a bobina de RL3 desexcitada, ou a 6 volts, os contactos permanecem na posição de 6 volts representada. No entanto, 12 volts excitam a armadura e afastam o contacto 1 do contacto 2, e o contacto 3 do contacto 4 para o contacto 5, ajustando assim a carga e o aparelho para a gama de 12 volts. O solenóide RL1 fecha durante o ensaio de "estado da bateria" ou ensaio em carga, tanto a 6 como a 12 volts, através dos contactos 1 e 2 de SW1 do temporizador TM, ou dos contactos 1 e 2 do comutador "estado da bateria" SW3A, ou de ambos. Isto liga a resistência de descarga de 180 amperes R1 aos terminais da bateria. A 6 volts, o interruptor RLC3 liga os contactos 1 e 2, excitando o solenóide RL2 e colocando a resistência de descarga R2 em paralelo com R1 e aos terminais da bateria, para a carga mais elevada de 250 amperes a 6 volts.
O comutador de "estado de carga" e "estado da bateria" SW3A e SW3B é um comutador bipolar de duas posições (DPDT). Na posição "estado de carga", os contactos 1 e 3 de SW3B ficam fechados, colocando o voltímetro VM na linha para as leituras de "estado de carga" e de "circuito aberto". A posição "estado da bateria" fecha os contactos 1 e 2 de SW3A, excitando os solenóides de descarga, e os contactos 1 e 2 de SW3B, alimentando o aparelho de ensaio VM através de uma rede multiplicadora de resistência mais baixa, de modo que a tensão em carga suba mais na escala. Trata-se de um aparelho de escala expandida. Os quatro díodos de silício D1, D2, D3 e D4 são semelhantes e utilizam-se para simplificar a comutação mecânica dos circuitos multiplicadores de tensão do voltímetro. São comutadores automáticos. Por exemplo, na posição de 6 volts circuito aberto e "estado de carga", a corrente circula desde a pinça positiva do cabo
através do aparelho, dos contactos 3 e 4 do interruptor RLC3, de R4 (25 ohms), R3 (33 ohms), do díodo D1, dos contactos 3 e 1 de SW3B, e regressa ao negativo (D2 bloqueia a corrente). Na posição de 6 volts "estado da bateria", a corrente circula desde a pinça positiva do cabo através do aparelho, dos contactos 3 e 4 de RLC3, de R6 (25 ohms), R5 (18 ohms), D3, dos contactos 1 e 2 de SW3B, e regressa à pinça negativa do cabo. Na posição de 12 volts "estado de carga" ou circuito aberto, a corrente circula desde a pinça positiva da bateria, através do aparelho, dos contactos 3 e 5 de RLC3, de R10 (40 ohms), R9 (100 ohms), D2, dos contactos 3 e 1 do interruptor SW3B, e regressa à pinça negativa da bateria. Na posição de 12 volts "estado da bateria", a corrente circula desde a pinça positiva da bateria, através do aparelho, dos contactos 3 e 5 de RLC3, R8 (40 ohms), R7 (75 ohms), D4, dos contactos 2 e 1 de SW3B, e regressa à pinça negativa da bateria.
O procedimento de ensaio e a interpretação das leituras estão impressos na frente do painel.
Os solenóides RL1 e RL2 são unidades de 6 volts de serviço intermitente, mas suportam 12 volts durante os poucos segundos em que estão excitados.
Testador universal de baterias
A Figura 18-8 mostra o esquema de um testador universal de baterias. Este testador universal pode realizar vários ensaios de bateria diferentes.
Os vários procedimentos de ensaio impressos no painel frontal do testador são os seguintes:
ENSAIO N.º 1 CARGA DA BATERIA
Colocar o comutador "bateria do automóvel" SW1, A, B, C e D no tipo de automóvel (6V, 12 volts compacto ou 12 volts standard). Quando o contacto 4 de cada um dos comutadores SW1, A, B, C e D está no contacto 1, o circuito fica configurado para baterias de 6 volts; quando está no contacto 2, fica configurado para baterias de automóveis compactos de 12 volts; e quando está no contacto 3, fica configurado para baterias de automóveis standard de 12 volts de maior capacidade.
Ligar a pinça vermelha ao borne positivo da bateria e a pinça preta ao borne negativo.
Premir o interruptor de carga SW2, A e B, durante 15 segundos para eliminar a carga superficial. Se os interruptores SW1, A e B estiverem na posição n.º 1 para 6 volts, os solenóides RL1 e RL2 são excitados e as resistências de descarga R1 e R2 ficam ligadas em paralelo aos terminais da bateria, com uma carga de 165 amperes. Com o interruptor SW1, A e B na posição n.º 2, apenas o solenóide RL1 é excitado, ligando a resistência de carga R1 aos terminais da bateria e aplicando uma carga de 150 amperes às baterias de automóveis compactos de 12 volts. Com o interruptor SW1, A e B na posição n.º 3, apenas o solenóide RL2 é excitado, colocando a resistência de descarga R2 aos terminais da bateria com 180 amperes, para baterias de automóveis standard de 12 volts. Entretanto, os interruptores SW1, C e D ligam o aparelho de ensaio aos terminais da bateria através de resistências em série.
Na posição n.º 1 (6V), SW1D liga a pinça positiva através do contacto 4 de SW1D e do contacto 1, através de R4A (32 ohms), R3 (8 ohms), R10 (ver Tabela 18-2) do vermelho para o branco, através dos contactos 1 e 3 de SW2B, através do aparelho de ensaio, e regressa à pinça negativa. Um díodo zener Z é colocado aos terminais do aparelho de ensaio para o proteger contra a inversão de polaridade e contra tensões transitórias superiores a 16 volts. R10 é uma sonda de compensação de temperatura, constituída por uma bobina selada de fio de níquel cuja resistência varia com a temperatura do electrólito da bateria. Esta sonda deve ser colocada num elemento qualquer, apenas durante o ensaio em carga. Esta sonda altera a calibração da escala de carga em função da sua temperatura. Não está no circuito durante o ensaio em circuito aberto. Consultar a Tabela 18-2 para os valores temperatura-resistência.
Nas posições n.º 2 e n.º 3, o interruptor SW1D liga a pinça positiva ao contacto 4 com 2 e 3, através de R4B (90 ohms), R5 (25 ohms), R10 do preto para o branco, através dos contactos 1 e 3 de SW2B, do aparelho de ensaio, e regressa à pinça negativa.
Premir o interruptor de carga durante 15 segundos para eliminar a carga superficial. Enquanto a tensão da bateria estabiliza, retirar os tampões de respiro e verificar o nível de água.
Ler a escala central ''carga da bateria''. Para uma leitura na zona vermelha, recarregar a bateria. Para uma leitura na zona verde, a carga está correcta.
ENSAIO N.º 2 ESTADO DA BATERIA.
NOTA: realizar este ensaio apenas se o ensaio n.º 1 indicar 25% ou mais de carga na bateria. Se a carga for inferior a 25%, recarregar a bateria e, em seguida, realizar o ensaio n.º 2.
Introduzir a sonda de compensação de temperatura R10 num elemento qualquer da bateria para compensar a temperatura do electrólito.
Ligar a pinça vermelha ao terminal positivo da bateria e a pinça preta ao terminal negativo.
Regular o comutador de ensaio da bateria do automóvel SW1, A, B, C e D como no ensaio n.º 1.
Colocar o comutador (indicador) "percentagem de carga" no valor (25% ou mais) obtido no ensaio n.º 1.
Premir o "interruptor de carga" e ler a escala inferior central "estado da bateria" enquanto se mantém premido o "interruptor de carga".
Colocar o comutador (indicador) "percentagem de carga" na seta "após carga", se a bateria tiver sido totalmente carregada. Se a leitura for na zona vermelha, substituir a bateria. Se for na zona verde, a bateria está em bom estado.
ENSAIO N.º 3 SISTEMA DE CARGA ESCALA SUPERIOR DIREITA
Para todas as baterias totalmente carregadas, regular o comutador de bateria SW1 como nos ensaios n.º 1 e n.º 2. Ligar a pinça vermelha ao borne positivo e a pinça preta ao borne negativo da bateria. Desligar todos os acessórios eléctricos. Aquecer o motor e mantê-lo em ralenti acelerado durante 5 minutos. Depois, com o automóvel ainda em ralenti acelerado, ler a escala superior direita.
Vermelho Alto indica que o regulador de tensão necessita de regulação para evitar a sobrecarga e a ebulição, ou outros danos na bateria.
Verde OK indica que o alternador, ou o gerador, e o regulador de tensão estão em bom estado.
Vermelho Baixo indica que a correia da ventoinha está a patinar, ou que o alternador, o gerador ou o regulador estão avariados.
Verificar primeiro a correia da ventoinha. Verificar os geradores desligando o condutor de campo (F) no regulador e tocando com o fio desligado, primeiro à massa e depois no terminal do regulador marcado "GEN" ou "ARM".
Verificar os alternadores desligando o condutor de campo (F) no regulador e tocando com o fio desligado no terminal "IGN" ou "SW" do regulador.
Se os ensaios de gerador/alternador acima indicados derem uma leitura Verde OK ou Vermelho Alto, substituir o regulador. Caso contrário, substituir o gerador ou o alternador.
Para verificar ou calibrar o aparelho, consultar a Figura 18-9b quanto à tensão correcta, com tolerâncias, nos pontos de verificação indicados na Figura 18-9a.
ENSAIO N.º 4 MOTOR DE ARRANQUE. A bateria tem de estar totalmente carregada.
Regular o "comutador de bateria" para a tensão de bateria correcta (6V ou 12V).
Ligar a pinça vermelha ao borne positivo e a pinça preta ao borne negativo da bateria. Desligar todos os acessórios eléctricos.
Accionar o motor com o botão de arranque remoto, deixando a chave de ignição desligada.
O motor pode ser accionado com a chave ou com o botão de arranque do automóvel, mas o fio central deve ser retirado da bobina de ignição para impedir que o motor arranque.
Vermelho Baixo indica chumaceiras em mau estado ou induzido defeituoso no motor de arranque. Verde indica que o motor de arranque está em bom estado.
Vermelho Alto indica escovas gastas, ligações soltas ou cabos em mau estado.
ENSAIO N.º 5 CURTO-CIRCUITO OU FUGA NO SISTEMA ELÉCTRICO DO AUTOMÓVEL.
Desligar todos os acessórios.
Retirar o cabo de massa da bateria. Regular o comutador de bateria para a tensão de bateria correcta (6V ou 12V).
Nos automóveis com massa negativa, ligar a pinça de ensaio preta ao borne negativo da bateria e a pinça vermelha ao cabo de massa ou ao bloco do motor.
Nos automóveis com massa positiva, inverter as ligações acima; ou seja, ligar a pinça de ensaio vermelha ao borne positivo da bateria e a pinça preta ao cabo de massa ou ao bloco do motor.
Qualquer leitura, por mínima que seja, indica um consumo na bateria. Tocar com o cabo de massa no respectivo borne da bateria para dar corda ao relógio eléctrico, caso exista.
Calibração—Modelo 260N, apenas circuito de carga
Depois, se o aparelho continuar a indicar valores, existe um curto-circuito ou uma fuga no sistema eléctrico do automóvel.
Ao verificar sistemas quanto a curto-circuitos ou fugas, deixar o aparelho ligado para indicar o momento em que a avaria é localizada.
Nos ensaios 3, 4 e 5, o aparelho de ensaio é ligado e utilizado na ligação de circuito aberto (O.C.), estando no circuito as resistências multiplicadoras do aparelho R6 (40 ohms), R7 (100 ohms), R8 (25 ohms) e R9 (39 ohms). Quando se prime o interruptor de carga, a tensão desce. Para fazer subir o ponteiro do aparelho na escala, utilizam-se as resistências multiplicadoras mais baixas R3 (8 ohms), R4A (32 ohms), R4B (90 ohms), R5 (25 ohms) e R10 (utilizada apenas no ensaio em carga). Os valores de resistência de R10 são apresentados na Tabela 18-2 para diversas temperaturas.
A Figura 18-9a mostra a escala expandida do aparelho, e a Figura 18-9b mostra as tensões de calibração para os pontos de ensaio indicados. A Tabela 18-1 apresenta a calibração da escala "L" para diversas temperaturas, e a Tabela 18-2 apresenta os valores de resistência de RIO para diversas temperaturas. Todas as figuras e tabelas acima referidas dizem respeito ao esquema da Figura 18-8.
TESTADOR DE CARGA E DE ELEMENTOS DE BATERIA
A Figura 18-10 mostra um testador de baterias com duas pontas de prova PR1 e PR2 para ler as tensões individuais dos elementos em todas as baterias, excepto nas de tampo rígido.
As pontas medem a tensão de um elemento de cada vez, ou no ensaio em carga com o motor de arranque do automóvel, ou em circuito aberto, ou no ensaio de carga. Todos os elementos devem indicar a mesma tensão. Uma leitura baixa, ou alta, indica um elemento defeituoso. A tensão nominal em circuito aberto (sem carga) deve ser de cerca de 2-2.1 volts por elemento. Não tentar utilizar as pontas de prova enquanto as pinças grandes estiverem ligadas