Baixe Apostila - Baterias e Inversores de Tensão e outras Notas de estudo em PDF para Eletromecânica, somente na Docsity!
Falando um pouco sobre baterias e inversores de tensão.
Sempre que adquirimos uma bateria devemos perguntar qual a sua tensão e a sua capacidade de corrente, pois estes dados são importantes para o uso que iremos fazer delas. Citando baterias de carro, que são muito comuns, podemos perceber que existem duas grandezas muito importantes nelas: uma é a tensão, no caso de uma bateria de carro 12 volts. A outra se chama ampere/hora e normalmente vem escrita assim (algum valor)A/h.
Podemos ter baterias de carro (bem como baterias recarregáveis para uso em celulares, rádios, etc com diversas capacidades de A/h e com diversas tensões. Normalmente estas baterias são feitas de níquel-cádmio ou lítio.)
Mas o que é este A/h?
É a capacidade de corrente que uma bateria é capaz de fornecer durante um certo período de tempo, e esta característica é muito útil quando precisamos carregar ou ligar uma bateria em algum equipamento. Através desta medida podemos saber quanto tempo uma bateria demorará para se carregar ou para se descarregar.
Vamos ver alguns exemplos:
Uma bateria de carro de 12 volts e com a indicação de 40A/h é, teoricamente e se perfeitamente boa e carregada, capaz de fornecer uma corrente de 40 amperes durante uma hora, mantendo a sua tensão em 12 volts. Podemos calcular, então, dependendo de quanta corrente a bateria fornece, o tempo que ela permanecerá carregada. Também poderemos saber o tempo que ela demorará para se carregar dependendo da corrente que fornecermos para ela.
Vamos então as contas:
Se uma bateria de 12 volts fornece 40 amperes durante uma hora, durante quantas horas
ela conseguirá fornecer 2 amperes?
Vejamos: 40 ampere x 1hora = 2 amperes x ?h
40 x 1 = 2 x ?h 40 = 2 x ?h ?h = 40/ ?h = 20 horas
Ou seja esta bateria conseguirá fornecer 2 amperes durante 20 horas, sem que a tensão em sua saída seja menor do que 12 volts.
Façamos o mesmo cálculo mas agora para uma consumo de 5 amperes da bateria:
40 x 1h = 5 x ?h 40 = 5 x ?h ?h = 40/ ?h = 8 horas.
Podemos simular diversas situações e sempre perceberemos que o resultado das horas multiplicado pela corrente consumida irá sempre ser igual a 40.
Vejamos: 20 x 2 = 40 ou 8 x 5 = 40
Estes mesmos princípios devem ser utilizados ao ser carregar uma bateria, ou seja, para se carregar completamente uma bateria de 40 A/h fornecendo para ela 5 amperes ela deverá ficar ligada durante 8 horas.
Podemos até apresentar uma tabela simples com estas indicações:
30A/h 35A/h 40A/h 45A/h 50A/h 55A/h 60A/h
1 hora 30 A 35 A 40 A 45 A 50 A 55 A 60 A
2 horas 15 A 17,5 A 20 A 22,5 A 25 A 27,5 A 30 A
3 horas 10 A 11,7 A 13.4 A 15 A 16,7 A 18 A 20 A
4 horas 7,5 A 8,75 A 10 A 11,25 A 12,5 A 13,75 A 15 A
5 horas 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 A
6 horas 5 A 5,84 A 6,7 A 7,5 A 8,4 A 9 A 10 A
7 horas 4,2 A 5 A 5,7 A 6,4 A 7 A 7,8 A 8,57 A
8 horas 3,75 A 4,4 A 5 A 5,6 A 6,25 A 6,9 A 7,5 A
9 horas 3,34 A 3,89 A 4,4 A 5 A 5,5 A 6,10 A 6,7 A
10 horas 3 A 3,5 A 4 A 4,5 A 5 A 5,5 A 6 A
11 horas 2,72 A 3,2 A 3,64 A 4 A 4,5 A 5 A 5,45 A
12 horas 2,5 A 2,9 A 3,4 A 3,75 A 4 A 4,58 A 5 A
13 horas 2,3 A 2,7 A 3 A 3,5 A 3,8 A 4,2 A 4,7 A
14 horas 2,15 A 2,5 A 2,8 A 3,2 A 3,6 A 3,9 A 4,3 A
15 horas 2 A 2,34 A 2,7 A 3 A 3,4 A 3,7 A 4 A
16 horas 1,8 A 2,2 A 2,5 A 2,8 A 3,1A 3,45 A 3,75 A
17 horas 1,77 A 2 A 2,4 A 2,65 A 2,9 A 3,2 A 3,5 A
18 horas 1,67 A 1.95 A 2,2 A 2,5 A 2,7 A 3 A 3,4 A
19 horas 1,58 A 1,8 A 2,1 A 2,36 A 2,6 A 2,89 A 3,15 A
20 horas 1,5 A 1,75 A 2 A 2,25 A 2,5 A 2 75 A 3 A
21 horas 1,42 A 1,67 A 1,9 A 2,14 A 2,38 A 2,6 A 2,85 A
22 horas 1,37 A 1,59 A 1,8 A 2 A 2,27 A 2,5 A 2,7 A
23 horas 1,3 A 1,52 A 1,73 A 1, 95 A 2,17 A 2,4 A 2,6 A
24 horas 1,25 A 1,45 A 1,67 A 1,8 A 2 A 2,3 A 2,5 A
de corrente próximo ao seu valor máximo, pois ela poderá esquentar muito e/ou se
danificar. No mínimo isto diminui o seu tempo de vida útil. A prática recomenda que você sempre dimensione um sistema com baterias para durar um tempo maior do que o desejado.
Existe um jeito de eu aumentar a corrente que uma bateria pode fornecer?
Não, o que você pode fazer é o seguinte, ligar baterias em paralelo até chegar a A/h que
você deseja. Por exemplo, duas baterias de 12 volts e 45 A/h ligadas em paralelo será igual a uma bateria de 12 volts e 90 A/h. É bom lembrar que para ligar duas (ou mais) baterias em paralelo devemos ligar o positivo de uma com o positivo da outra e o negativo de uma com o negativo da outra, desta forma aumentamos a capacidade de corrente mais mantemos a mesma tensão. Se quisermos uma tensão maior devemos ligá- las em série, ou seja o positivo de uma com o negativo da outra , as duas pontas ou pólos que sobrarão serão o negativo e o positivo que deverão ser ligados na carga. No caso de baterias de carro teríamos agora 24 volts, mas a capacidade de corrente seria a mesma de uma bateria só.
Mas e os inversores de tensão?
Inversores de tensão são circuitos usados para converter uma tensão contínua em alternada. Normalmente inversores tem a sua entrada ligada a baterias e sua saída fornece 110 ou 220 volts de tensão alternada. Existem diversos tipos de inversores e algumas características que devem ser observadas neles são:
- tensão contínua de entrada - (já encontrei pra vender de 12 V, 24 V, 36 V e 48 V de entrada).
- Tensão alternada de saída - (110 VAC, 220 VAC, ou as duas tensões de saída).
- Potência que ele é capaz de fornecer (já vi inversores desde 100W até 800W, mas existem de maiores capacidades).
- Consumo de potência do próprio inversor - (o inversor, devido a aquecimento de seus componentes, criação de campos eletromagnéticos, etc, consome parte da energia entregue em sua entrada, sendo assim um inversor de 100W, fornece 100W para a carga mas consome mais do que isto. É este valor de potência de saída mais a potência consumida pelo inversor que devemos usar para calcular a bateria ou baterias a serem ligadas em sua entrada.
- Forma de onda na saída - (na rede comercial de distribuição de energia a tensão elétrica possui uma freqüência de 60HZ e tem a forma de uma senóide), pois muitos inversores apresentam em sua saída uma forma de onda quadrada, ou próximo a isto, é não senoidal. Este fato pode fazer com que alguns equipamentos não funcionem corretamente. Inversores com saída senoidal custam muito mais caro que os outros e são bem mais difíceis de se encontrar para comprar.
- Freqüência da saída – como já foi dito a freqüência da rede elétrica é de 60 Hz, é importante que a freqüência do inversor seja também de 60 HZ. Como eu faço, para alimentar um inversor com baterias, para que ele alimente uma televisão por exemplo?
A primeira coisa a fazer é saber a potência de consumo da TV, para isto olhe em seu
manual ou em alguma etiqueta colada em sua tampa traseira. Depois escolha um inversor capaz de fornecer esta potência em sua saída. Agora dimensione, escolha, a bateria para o tempo que deseja que ela alimente a TV.
Exemplo:
Consumo da TV = 120W.
O inversor escolhido deve suportar, no mínimo, 120W. Vamos escolher, por segurança, um inversor de 150W.
Escolha da bateria:
Primeiro precisamos descobrir o consumo do próprio inversor (procure saber através do manual, do vendedor ou de alguma etiqueta colada no inversor). Caso não encontre nada use, para efeito de cálculo, faça o seguinte: suponha que o inversor consuma entre 30 a 40 % da potência que ele fornece na saída.
Exemplos: Um inversor que forneça 100W na saída irá consumir das baterias entre 130 a 140W.
No nosso exemplo adotaremos o pior caso, então nosso inversor de 150W irá consumir 150W +40% que é igual a 210W.
Queremos que este inversor alimente a TV por 2 horas.
Sabendo que a bateria fornece 12 volts aplicamos a fórmula para cálculo da potência para encontrar a corrente que ela vai fornecer para o inversor.
P = V x I I = P/V = 210/12 = 17,5 A
Podemos agora olhar na tabela na linha de 2 horas e ver qual a bateria deve ser usada ou multiplicar a corrente pelas horas:
?h = 17,5 x 2 = 35 A/h devemos, por calculo, usar no mínimo, uma bateria de 35 A/h.
Através da tabela encontramos a bateria de: 35 A/h ou por segurança e garantia de utilização da TV por 2 horas a bateria de 40 A/h.
E o que é um inversor com flutuador e carregador?
É um inversor que traz junto com ele mais alguns circuitos e que normalmente tem uso mais específico. Um inversor deste tipo tem duas entradas, uma de tensão contínua e
