segunda-feira, 30 de novembro de 2009

Baterias líquidas podem viabilizar energias renováveis

Professor Donald Sadoway e seu assistente David Bradwell observam um dos protótipos da bateria líquida, que está no centro do cilindro metálico, responsável por aquecê-la a 700 ºC.


Baterias portáteis

A simples menção à palavra bateria traz à mente os telefones celulares, os tocadores de MP3, as câmeras digitais e toda uma parafernália de equipamentos eletrônicos portáteis. É a portabilidade que exige que a energia seja acondicionada no interior de um pequeno dispositivo, que possa ser recarregado quando sua energia tiver se esgotado. Qual seria, afinal, o sentido de desenvolver baterias gigantescas, fixas, que não pudessem ser levadas para lá e para cá? Neste caso não seria mais simples ligar o equipamento à tomada?

Baterias estacionárias

Não se estivermos falando de capturar a energia de fontes renováveis e usá-la para alimentar a própria rede elétrica, substituindo sistemas de geração não sustentáveis e poluidores e tirando proveito das energias alternativas - eólica, solar, das ondas e das marés. O grande problema é que essas fontes realmente renováveis e sustentáveis de energia são extremamente variáveis: o Sol não brilha à noite, os ventos não sopram sempre e as ondas e as marés variam imensamente. E a rede elétrica que abastece empresas e residências não pode conviver com tamanha variabilidade. A solução é armazenar a energia quando ela está sendo gerada e injetar na rede de distribuição um fluxo contínuo - nos momentos de sol e vento, por exemplo, uma parte da energia vai para as baterias e outra vai diretamente para a rede. À noite, ou quando o vento cessar, as baterias enviam sua energia acumulada para a rede, mantendo constante o nível de suprimento.

Baterias líquidas

Agora, o Dr. Donald Sadoway, do MIT, nos Estados Unidos, parece ter encontrado uma forma de construir essas baterias gigantescas, que não precisam ter as limitações das baterias convencionais. "O que eu fiz foi ignorar completamente a tecnologia convencional usada nas pilhas e baterias portáteis," diz ele. O conjunto de exigências totalmente diferentes para as baterias estacionárias "abriu um conjunto totalmente novo de possibilidades." Há alguns anos, Sadoway fez parte de uma equipe que criou uma forma de substituir elementos caros das baterias recarregáveis por materiais mais baratos. Nesta pesquisa, sem precisar se ater à tecnologia convencional, o pesquisador achou melhor fabricar baterias líquidas. Como os componentes principais da bateria podem atingir altas temperaturas, eles podem se fundir e ficar constantemente na fase líquida. "Componentes sólidos nas baterias são como quebra-molas. Quando você quer uma corrente realmente alta, você não vai querer sólidos," diz ele.


Depois de testada e resfriada, a bateria líquida se solidifica. Os pesquisadores cortaram-na para estudar sua estrutura interna.


Como funcionam as baterias líquidas

O princípio básico consiste em colocar três camadas de líquido no interior de um recipiente - duas ligas metálicas diferentes e uma camada de sal. Os materiais foram escolhidos de tal forma que apresentam densidades diferentes, o que os mantém separados naturalmente em três camadas distintas, com o sal no meio, separando as duas camadas de ligas metálicas fundidas. A energia é armazenada nos metais líquidos, que tendem a reagir um com o outro. Mas eles somente podem fazer isso transferindo íons - átomos eletricamente carregados de um dos metais da liga - através do eletrólito. Isso resulta em um fluxo de corrente elétrica. Quando a bateria está sendo carregada, alguns íons atravessam a camada de sal e são coletados em um dos terminais. Quando a energia da bateria está sendo utilizada esses íons migram de volta através do sal e se depositam no terminal oposto.

Bateria fundida

A bateria opera a 700 graus Celsius, a temperatura para manter fundidas todas as três camadas. No protótipo que está sendo testado em laboratório, isto exige um fornecimento externo de calor. Mas Sadoway afirma que, nas baterias estacionárias em escala real, a corrente elétrica que estiver entrando ou saindo da bateria será suficiente para manter a temperatura sem o gasto extra de energia para alimentar a fonte externa de calor. A ideia é promissora, mas ainda há um longo caminho até que o conceito possa se transformar em uma solução que possa viabilizar as fontes alternativas de energia. Os testes em laboratório mostraram-se encorajadores, mas muitos outros testes serão necessários "para demonstrar que a ideia é escalável para as dimensões industriais, com custos competitivos," diz Sadoway. Um dos desafios é construir os contatos elétricos entre a rede de distribuição e uma bateria que funciona a 700 ºC.

Fonte: Inovação Tecnológica

segunda-feira, 23 de novembro de 2009

Codificação dos semicondutores

Muita gente ainda não tem essa lista que as vezes é muito útil, trata da codificação usada pelos fabricantes de semicondutores.



Fonte: Revista Elektor Brasil

sábado, 21 de novembro de 2009

Nanotecnologia cria antenas para transmitir informações por luz


As nanoantenas transmitem informações a taxas extremamente elevadas porque a alta frequência da luz permite uma modulação extremamente rápida do sinal - na prática, uma aceleração por um fator de 10.000, utilizando uma potência menor.


Ondas de comunicação

Em 1887, Henrich Hertz desvendou o funcionamento das ondas eletromagnéticas, lançando por sua vez a primeira onda das comunicações globais. Mais de 120 anos depois, a transmissão de dados sem fios domina o campo das telecomunicações. Nesse período, a quantidade de informações a ser transmitida aumentou e cresceu exponencialmente também o número de usuários que querem usufruir da tecnologia - virtualmente, cada cidadão na face da Terra. Para acompanhar a demanda, os engenheiros têm explorado frequências de rádio cada vez mais elevadas, de forma a transmitir quantidades cada vez maiores de informações no menor tempo possível. Há bem menos tempo, os cientistas descobriram que poderiam utilizar também a luz para transmitir ondas de rádio. Mas tropeçaram em uma dificuldade tecnológica: construir antenas capazes de viabilizar o uso dessa nova técnica era, se não impossível, totalmente impraticável.

Nanoantenas ópticas

Entra em campo a nanotecnologia. Agora, finalmente, os cientistas conseguiram fabricar nanoantenas ópticas que poderão abrir novas fronteiras na comunicação sem fios. O feito coube a um grupo de pesquisadores da Universidade do Estado de Baden, na Alemanha. O componente chave na tecnologia lançada por Hertz é a antena dipolo - uma antena desse tipo no ponto de transmissão e outra no ponto de recepção viabilizou o início de toda a tecnologia da radiotransmissão. A comunicação entre o transmissor e o receptor alcança a eficiência máxima quando o comprimento total das antenas dipolo corresponde a cerca da metade do comprimento de onda da onda eletromagnética que está sendo transmitida. Desta forma, a radiotransmissão por meio de ondas de luz, de altíssima frequência, exige antenas que não sejam maiores do que a metade do comprimento de onda da luz. Por exemplo, a luz amarela possui um comprimento de onda de 600 nanômetros, o que exigiria uma antena de, no máxima, 350 nanômetros de comprimento. A fabricação controlada dessas antenas de transmissão óptica em nanoescala esbarrava em uma dificuldade de ordem física: elas não podem ser fabricadas pelas técnicas tradicionais de exposição óptica devido à característica de onda da própria luz.

Feixes de elétrons

Os pesquisadores alemães resolveram o problema utilizando um processo que emprega feixes de elétrons - a chamada litografia por feixe de elétrons. O método permitiu a fabricação de antenas de ouro com dimensões de até 100 nanômetros. As nanoantenas funcionam exatamente como as antenas de rádio. Só que estas últimas têm comprimentos de cerca de 1 metro. Desta forma, a frequência recebida pelas nanoantenas é 1 milhão de vezes mais elevada do que a frequência de rádio - ou seja, algumas centenas de GHz, contra os 100 MHz do rádio. Isto significa que as nanoantenas poderão transmitir informações a taxas extremamente elevadas porque a alta frequência das ondas de luz permite uma modulação extremamente rápida do sinal - na prática, uma aceleração no volume de dados transmitido por um fator de 10.000, utilizando uma potência menor. E a luz na frequência entre 1.000 e 400 nanômetros não tem qualquer efeito nocivo à saúde do homem, dos animais ou das plantas.

Antenas versáteis

E tem muito mais. Enquanto uma antena dipolo faz muito bem o serviço de transmitir e receber ondas de rádio, as nanoantenas ópticas terão inúmeras outras utilidades. Elas podem ser usadas como emissores de luz com aplicações em comunicação e computação quânticas, já que são capazes de emitir fótons individuais de forma controlada. Por emitirem luz, elas podem funcionar como "nanolanternas", permitindo estudar biomoléculas individuais sem o risco de danificá-las. As nanoantenas servirão ainda para a caracterização de nanoestruturas em semicondutores, sensores e circuitos integrados, graças ao seu funcionamento inverso, com alta eficiência na captura da luz. Os pesquisadores alemães já estão trabalhando na captura eficiente da luz visível por meio das nanoantenas e na focalização dessa luz em pontos com cerca de 10 nanômetros, o que permitirá a otimização das células solares fotovoltaicas.

Fonte: Inovação Tecnológica

sábado, 14 de novembro de 2009

Transmissão em SSB [Primeira parte]

O termo SSB é a sigla em inglês para "Single SideBand" ou faixa lateral única. Esse termo refere-se à principal característica desse tipo de emissão, que é a de transmitir somente uma das faixas laterais pelo processo de modulação em amplitude com supressão da portadora. De fato, o sistema de modulação em SSB pode ser encarado como um avanço em relação ao sistema AM-DSB/SC e dele se origina. A Figura 1 mostra os espectros dos vários tipos de modulação em amplitude.


Figura 1


Como seria de se esperar, devido à existência de duas faixas laterais, existem dois modos de se emitir um sinal de SSB: em USB (Upper SideBand), faixa lateral superior, ou LSB (Lower SideBand), faixa lateral inferior. Existem basicamente três métodos para a obtenção do SSB: por filtragem, por fase e por segmentação do espectro.
Modernamente, porém, somente o método da filtragem é utilizado, devido à disponibilidade de filtros apropriados para a execução dos circuitos de transmissão.

SSB por Filtragem

Neste método inicialmente se produz um sinal AM-DSB/SC com um modulador balanceado e na seqüência remove-se uma das faixas laterais com o auxílio de um filtro passa-faixa (Figura 2).


Figura 2a

Figura 2b


O funcionamento deste transmissor pode ser descrito como se segue.

Amplificador de áudio: tem a finalidade de adaptar o nível do sinal entregue pelo microfone às necessidades do modulador balanceado. Inclui muitas vezes algum tipo de tratamento do sinal com o objetivo de melhorar a inteligibilidade. Um limitador de picos é quase sempre empregado ou, então, um compressor de nível.

Modulador balanceado: gera o sinal AM-DSB/SC a partir do sinal modulante proveniente do amplificador de áudio e da portadora, oriunda do oscilador do mesmo nome.

Oscilador de portadora: gera um sinal de RF de amplitude e freqüência constantes. Geralmente utiliza um cristal oscilador para melhoria da estabilidade de freqüência.

Filtro de faixa lateral: como o seu nome sugere, sua finalidade é filtrar uma das duas faixas laterais entregues pelo modulador balanceado. Devido à alta seletividade requerida neste ponto do circuito, normalmente não são empregados circuitos LC e sim filtros mecânicos ou a cristal.

Misturador de canal: justamente pela necessidade do uso de filtros especiais para eliminação da faixa lateral indesejada, toma-se imperativo o uso do estágio misturador. Acontece que os filtros de faixa lateral são fabricados em algumas poucas freqüências, e a necessidade da obtenção de inúmeros canais de RF obriga a se dispor de um estágio misturador para obtê-los.

Oscilador de canal: através da escolha apropriada da freqüência deste oscilador é que se consegue obter a freqüência irradiada. Geralmente, como no caso do oscilador de portadora, utilizam-se cristais em sua construção. Contudo, em equipamentos de freqüência variável utilizam-se osciladores LC de alta estabilidade ou sintetizadores de freqüências digitais.

Filtro de canal: é utilizado para filtrar os sinais na saída do misturador do canal, permitindo que apenas um deles tenha acesso ao amplificador linear. Como as necessidades de seletividade são menos severas nesse ponto, utilizam-se circuitos LC na construção desse filtro.

Amplificador linear: serve para amplificar o sinal que será irradiado pela antena. Sua construção exige precauções no tocante à quantidade de distorção introduzida pelo circuito, que deve permanecer a mais baixa possível. Utilizam-se sempre dispositivos polarizados em classe A ou B, sendo proibido o uso de amplificadores classe C.

A maior parte dos estágios que compõem um transmissor de SSB já foi analisada nos capítulos anteriores. Aqui serão abordados o funcionamento, em maior profundidade, do filtro de faixa lateral e do amplificador linear, já que se trata de circuitos específicos para esse tipo de transmissor.

O Filtro de Faixa Lateral

Para cumprir sua finalidade, o filtro de faixa lateral deverá exibir uma curva de resposta semelhante à da Figura 3.


Figura 3


A atenuação final precisa exceder - 40 dB para uma boa supressão da faixa lateral. A ondulação da curva de resposta dentro da região plana não deverá ultrapassar a 3 dB e a largura de faixa a - 3 dB deverá ser inferior a 3 kHz. O fator de forma da curva do filtro, que é a relação entre largura de faixa a - 60 dB e a largura de faixa a - 6 dB, deve ser o menor possível. A freqüência da portadora é aquela em que a curva de resposta do filtro exibe uma atenuação de aproximadamente - 20 dB.

Filtros Mecânicos

A indústria americana iniciou a produção de modelos desse tipo de filtro em 1952 e a indústria japonesa em meados dos anos 60. Sem dúvida, a mais significativa característica desse tipo de filtro é o alto Q dos ressoadores de disco metálico dos quais é feito. Um Q de 10000 é comum neste tipo de ressoador.
Os filtros mecânicos desfrutam de uma excelente característica de estabilidade de freqüência. Isso toma possível fabricá-los com uma faixa passante que vai de algumas centenas de hertz até alguns quilohertz.
A Figura 4 ilustra o modo de operação de um filtro mecânico. A Figura 5 mostra a constituição interna de um filtro com transdutores magneto-estritivos.


Figura 4

Figura 5


Outros filtros utilizam transdutores piezoelétricos. A figura 6 mostra o circuito equivalente elétrico de um filtro mecânico com transdutores magneto-estritivos.


Figura 6


Como observação final, o filtro mecânico é fabricado para freqüências inferiores a 1 MHz e sua perda inserção não ultrapassa 7 dB.
A impedância de terminação é de aproximadamente 50 k ohms para um filtro magneto-estritivo de 455 kHz e sua capacitância de sintonia é de cerca de 120 pF. Filtros com transdutores piezoelétricos requerem uma impedância menor, em tomo de 1 k ohms.

Filtros Piezoelétricos

Um cristal oscilador exibe uma ressonância série, fs, e, numa freqüência ligeiramente maior, uma ressonância paralela, fp, conforme se pode concluir, pelo exame da Figura 7.


Figura 7


Em ambos os casos o fator de qualidade Q é muito elevado, podendo superar 100 mil vezes. O cristal é utilizado como filtro nas imediações da ressonância série. Como a separação pólo-zero, fp – fs, equivale, num cristal em aberto do tipo HC-6U, a cerca de 0,12% de fs, a largura de faixa obtida com o uso de cristais de freqüência inferior a 1,25 MHz será insuficiente para o uso em SSB, havendo a necessidade de aumentar a separação. Isso pode ser conseguido pela conexão de uma indutância externa em série com o cristal, para diminuir fs, ou em paralelo para aumentar fp. A Figura 8 mostra os efeitos causados pelo uso de indutâncias.


Figura 8a

Figura 8b


O uso de indutâncias, contudo, pode originar respostas espúrias. A Figura 8b mostra o aparecimento de uma ressonância paralela abaixo da freqüência de ressonância do braço RLC-série, causada pela colocação de uma indutância externa em paralelo com o cristal.
A Figura 9 mostra um filtro a cristal do tipo meia-treliça.


Figura 9


Esta configuração é utilizada para neutralizar a capacitância Co dos cristais e aumentar a faixa de passagem, que passa a ser igual ao dobro do espaçamento entre fp e fs. Para isso, tanto a separação de freqüências entre pólo e zero quanto à diferença entre as freqüências de ressonância série dos cristais Y1 e Y2 deverão ser de aproximadamente 1,5 kHz, ou seja, fS2 igual a fp1, para uma faixa de passagem de 3 kHz. O valor exato de fp2 pode ser ajustado por meio de C2. Desta forma, haverá o máximo de sinal na saída, e mínimo de atenuação, tanto nas freqüências de ressonância série de ambos os cristais, quanto nas freqüências onde as reatâncias apresentadas pelos cristais tiverem sinais opostos, ou seja, acima de fS1 e abaixo de fS2, acima de fp1 e abaixo de fp2. Nas freqüências onde as reatâncias tiverem os mesmos sinais, haverá atenuação, sendo máxima quando as reatâncias forem exatamente iguais, o que ocorre acima de fp2, no filtro meia-treliça. A atenuação da faixa lateral obtida pela utilização de um filtro meia-treliça de apenas -20 dB. Para conseguir maior atenuação, deve-se utilizar o filtro treliça, mostrado na Figura 9b, que apresenta maior atenuação da faixa lateral indesejada (- 40 dB). Um filtro adequado para SSB deve utilizar seis cristais, sendo quatro na configuração treliça e dois na configuração meia-treliça. A atenuação conseguida para a faixa lateral, dessa maneira, é de aproximadamente - 60 dB.

O Excitador de SSB

A Figura 10 mostra um excitador completo para SSB, cujo funcionamento é analisado a seguir.


Figura 10


Função dos Principais Componentes

D1 e D2 - servem para nivelar os picos do sinal de voz, proveniente do microfone (diodos limitadores).
R4 - regula o nível de modulação.
Q1 e Q2 - modulam a portadora com o sinal de áudio, suprimindo-a na saída, onde aparecem somente as faixas laterais.
R7, R8 e C9 - ajustam o equilíbrio do circuito modulador.
FM1 - filtro mecânico de faixa lateral. Suprime uma das faixas laterais.
Q3 - fornece o ganho de tensão ao sinal de FI.
T2 - sintonizado na FI. Serve de acoplamento ao estágio seguinte.
Q4 e Q5 - converte a freqüência de FI na freqüência desejada de transmissão.
R13 - ajuste de equilíbrio do misturador de canal.
T3 - bobina trifilar.
Q6 - oscilador de portadora.
C18 - ajuste fino da freqüência da portadora.
Q7 - gerador de corrente constante.
Q8 - oscilador de canal.
C22 - ajuste fino da freqüência do oscilador de canal.
Q9 - gerador de corrente constante.
Y1 - cristal de portadora.
Y2 - cristal de canal.

Modulador Balanceado

É composto pelos transistores Q1, Q2 e Q7, mais os potenciômetros R7 e R8 e o trimmer C9. O potenciômetro R7 compensa as diferenças de VBE dos transistores Q1 e Q2. O potenciômetro R8 mais o trimmer C9 ajustam o equilíbrio do modulador, permitindo a eliminação quase completa da portadora. Na verdade é possível obter-se uma atenuação da portadora de aproximadamente - 40 dB em relação ao nível das faixas laterais. O transformador T1 é usado para inverter a fase do sinal de áudio destinado à base de cada transistor.
Os capacitores C3 e C4 desacoplam as bases para o sinal de portadora, já que os transistores moduladores operam em base-comum para esse sinal.
O uso de um gerador de corrente constante, Q7, para acoplar a portadora aos emissores dos transistores moduladores, bem como a seleção adequada dos componentes (no sentido da obtenção do equilíbrio perfeito de todo o circuito), proporciona a melhor condição de funcionamento. T1 tem uma impedância de 10 k ohms no primário e 500 ohms em cada metade do secundário. A corrente de coletor dos transistores é igual a 1mA, exceto para Q7, onde a corrente tem o dobro do valor. O divisor de tensão de base polariza-as ao redor de 3 V. Os transistor são todos BF 494, que possuem uma fT = 250 MHz e ß = 115.
O trimpot R8 é utilizado para o ajuste do equilíbrio do modulador balanceado, permitindo o cancelamento da portadora. A ação de R8 é complementada pelo trimmer C9, que corrige eventuais diferenças de fase entre os sinais presentes em ambos os coletores. Às vezes toma-se necessário conectar C9 ao coletor de Q1, para conseguir-se uma atuação correta.

Misturador de Canal

O funcionamento do misturador de canal é, sobre todos os aspectos, semelhante ao do modulador balanceado, valendo para este estágio os mesmos critérios de seleção rigorosa dos componentes utilizados, visando à obtenção do melhor equilíbrio do circuito a fim de suprimir na saída o sinal do oscilador de canal.
O potenciômetro R13 mais os resistores R14 e R15 formam um divisor de tensão que modifica a polarização da porta dos FETs, fazendo variar sua condutância, proporcionando a compensação das eventuais diferenças de parâmetros dos componentes usados.
O transformador T3 mais o capacitor C16 sintonizam a freqüência desejada, fc + fi ou fc - fi. Para melhor precisão e controle da capacitância distribuída dos enrolamentos, é utilizado um transformador trifilar.
Os capacitores C14 e C15 colocados nas portas dos FETs devem apresentar baixa impedância para a freqüência de conversão e servem para criar uma tensão simétrica entre os terminais do transformador de FI, melhorando o desempenho geral.
Após o misturador de canal, deve ser colocado um filtro suficientemente seletivo para eliminar os produtos indesejados de conversão. Normalmente, são necessários pelo menos dois circuitos ressonantes LC paralelos para a obtenção da seletividade necessária. Aqui isso é conseguido pelos seguintes componentes: C16 em paralelo com a indutância do primário de T3 formam o primeiro filtro passa-faixa de canal. O segundo filtro passa-faixa está localizado no pré-amplificador de RF, mostrado na Figura 18. Os componentes do filtro são L2 e C2. Juntos, os filtros conseguem atenuar pelo menos -40 dB os produtos indesejáveis de conversão.

Fonte:
Telecomunicações
Juarez do Nascimento
Makron Books

quinta-feira, 12 de novembro de 2009

O incrível padre Landell de Moura

Esse é um livro que conta um pouco da vida desse cientista brasileiro pouco conhecido e não reconhecido por seu povo.



quinta-feira, 5 de novembro de 2009

Detectada corrente elétrica persistente, que flui eternamente

A corrente persistente, que parece desafiar todos os princípios da física, é resultado de um efeito da mecânica quântica que influencia a forma como os elétrons viajam através de anéis metálicos comuns.


Uma corrente elétrica perpétua pode parecer algo parecido como um interruptor especial que, tão logo acionado, faz os narizes de todos os cientistas torcerem imediatamente. Mas foi exatamente isso o que fizeram físicos da Universidade de Yale, nos Estados Unidos.

Corrente elétrica persistente

Para aliviar um pouco o preconceito contra o termo "perpétuo," os cientistas preferem chamar esse minúsculo fluxo de elétrons de corrente persistente, uma pequena corrente elétrica que flui naturalmente, de forma incessante, ao longo de anéis metálicos, mesmo na ausência de qualquer fonte externa de energia. Esta é a primeira vez que se obtém uma medição definitiva dessa corrente elétrica persistente elusiva, prevista teoricamente há várias décadas. O desafio é que a corrente é tão fraca que é difícil medi-la sem interferir com ela, o que dificultava a criação de um experimento que pudesse oferecer resultados seguros e confiáveis.

Movimento dos elétrons

Os pesquisadores utilizaram braços oscilantes metálicos construídos em nanoescala, tão minúsculos e sensíveis que permitiram a medição nas alterações do campo magnético que a corrente elétrica persistente cria ao fluir ao longo do anel metálico. A corrente persistente, que parece desafiar todos os princípios da física, é resultado de um efeito da mecânica quântica que influencia a forma como os elétrons viajam através dos metais. A rigor, é o mesmo tipo de movimento que permite que os elétrons de um átomo fiquem orbitando eternamente o seu núcleo. Até agora, os cientistas vinham tentando medir a corrente persistente usando magnetômetros extremamente sensíveis, conhecidos como SQUIDs (Superconducting QUantum Interference Devices), mas os resultados eram inconsistentes e até contraditórios. "Os SQUIDs são considerados há muito tempo como a ferramenta de fato para medir campos magnéticos extremamente fracos. É até difícil de pensar que nosso dispositivo mecânico pode ser mais sensível do que um SQUID," explica o professor Jack Harris, um dos autores da pesquisa.

Supercondutores e computação quântica

"Esses anéis metálicos são comuns, não-supercondutores, e podemos pensar neles essencialmente como resistores," diz Harris. "Ainda assim, mesmo em um resistor, essas correntes fluirão eternamente, mesmo na falta de uma tensão externa." A medição definitiva da corrente persistente ajudará nas pesquisas em várias áreas da física, eventualmente oferecendo um melhor entendimento sobre como os elétrons se comportam nos metais, uma informação importante tanto para o campo dos supercondutores quanto para a computação quântica, sempre às voltas com as interferências do ambiente sobre os qubits.

Fonte: Inovação Tecnológica

domingo, 1 de novembro de 2009

Capacitores com polaridade

Qual é o terminal que funciona como blindagem?

Como o leitor sabe, quando se ligar um capacitor eletrolítico num circuito temos que levar em consideração a sua polaridade. Se um capacitor deste tipo for ligado ao contrario, começa a aquecer acabando por romper ao fim de pouco tempo e ficar completamente inutilizado. Se for submetido a uma tensão muito elevada, o aquecimento é rápido e até poderá explodir. Os capacitores não polarizados podem ser ligados a um circuito com qualquer orientação e só fundirão se forem sujeitos a uma tensão muito superior ao valor inscrito no seu encapsulamento. No entanto, existem capacitores deste tipo que também possuem pseudo-polaridade. Estamos falando dos capacitores, em que as películas metálicas que formam as duas placas, são enroladas formando uma espécie de bobina. Este tipo de construção era muito comum no tempo das válvulas, mas ainda continuam a aparecer à venda no mercado. Normalmente, o terminal da placa exterior esta marcado com uma faixa ou um ponto, mas infelizmente em outros casos não existe qualquer identificação. O terminal da placa exterior deve ser sempre ligado a massa do circuito. Se assim não for, nos circuitos eletrônicos sensíveis (pré-amplificadores, por exemplo) poderá ocorrer ruído, ou mesmo tendência para oscilação. Por exemplo, quando um destes capacitores é utilizado para transferir o sinal para a grade de uma válvula (entrada de alta impedância), o terminal da placa interior do capacitor deve ficar para o lado da grade e o terminal da placa exterior ligado ao anodo da válvula anterior, que possui menor impedância.

O teste

Quando um capacitor não possui qualquer marcação, mas o leitor desconfia que ele é o responsável pelo ruído gerado num circuito de áudio, existe um processo simples para determinar qual e o terminal ligado a placa exterior. Basta aplicar um sinal senoidal, com frequência da ordem de 1 kHz e amplitude pica a pico de dois a três Volts, nos terminais do capacitor, tal como mostra a figura 1.

Figura 1 - Processo para testar um capacitor

Depois, o canal X de um osciloscópio recebe o mesmo sinal da ponta de teste do canal Y que e mantida encostada ao encapsulamento do capacitor. Selecione o modo X-Y e na tela deve aparecer uma elipse mais ou menos achatada. Se a elipse achatar no sentido do eixo Y quando a ponta de teste é afastada do corpo do capacitor (figura 2), o terminal da placa exterior esta ligado ao lado "quente" do sinal senoidal.

Figura 2 - Esquerda: ponta de teste encostada. Direira: ponta de teste afastada

O lado frio é o que está ligado à massa. No caso contrário, isto é, se a elipse aumentar, o terminal da placa exterior está ligado à massa. Para maior garantia, troque a ligação dos terminais do capacitor e repita o teste. Podem existir varias razões para não verificar qualquer alteração na forma da elipse. O capacitor não é do tipo bobinado, a tensão, ou a frequência do sinal é demasiadamente baixa, o canal Y está ajustado para baixa sensibilidade, ou o efeito das suas mãos está interferindo com o teste. Muitas vezes, aplicando na ponta de teste Y um pequeno disco metálico, obtêm-se melhores resultados, porque se aumenta o acoplamento capacitivo. Depois de ter identificado as legações internas dos terminais de um capacitor, não quer dizer que outros capacitores iguais apresentem a mesma ligação. O autor do artigo já detectou inúmeras vezes discrepâncias deste tipo, mesmo para capacitores iguais comprados ao mesmo tempo.

Fonte - Elektor nº35 - Fevereiro de 2005