Os que fazem montagens com válvulas estão acostumados a trabalhar com fontes de alta tensão, da ordem de centenas de volts que são as exigidas para o funcionamento da maioria dos equipamentos eletrônicos que as usam. Por que as válvulas exigem tensões tão altas? Não seria possível alimentar esses dispositivos com baixas tensões? Elas funcionariam?
Nossa resposta é sim, e neste artigo vamos mostrar que é possível alimentar válvulas com tensões muito baixas e ainda assim elas funcionam. Daremos até alguns circuitos que funcionam com 12 V e, pela baixa tensão que usam, facilitando a alimentação com fontes comuns, eles podem ser implementados nos cursos técnicos para ensinar como as válvulas funcionam.
Para entender como as válvulas podem funcionar com baixas tensões devemos partir de seu princípio de funcionamento.
Como funcionam as válvulas
O uso de altas tensões nos circuitos valvulados está diretamente ligado ao seu princípio de funcionamento.
Quando um filamento de metal se aquece ao ser percorrido por uma corrente e ele se encontra no vácuo, forma-se em torno dele uma nuvem de elétrons denominada “carga espacial”, conforme mostra a figura 1.
Se, dentro do mesmo tubo de vidro colocarmos um segundo eletrodo (anodo ou placa) e o polarizarmos positivamente ele atrairá os elétrons da carga especial criando-se assim uma corrente.
Temos então a válvula diodo que, conforme sabemos só pode conduzir a corrente num sentido, ou seja, o fluxo de elétrons ocorre ado catodo para o anodo, conforme mostra a figura 2.
A intensidade da corrente depende da diferença de potencial entre o anodo e o filamento. O melhor rendimento do dispositivo se obtém quando a diferença de potencial entre esses eletrodos é grande e assim a corrente é mais intensa.
Da mesma forma, quando colocamos um terceiro eletrodo nesta configuração e obtemos o controle do fluxo de elétrons na válvula tríodo, também temos maior rendimento quando se trabalha com tensões mais elevadas.
Por esse motivo,
Assim, na prática sempre se usou maior tensão, para se obter maior rendimento. No entanto, desde que haja uma diferença de potencial entre o catodo e a placa a corrente existe e a válvula funciona. É claro que teremos correntes menos intensas e, portanto, menor potência.
Isso significa que existem aplicações de baixa potência, como rádios, preamplificadores, circuitos de pequenos sinais, flip-flops e outras de baixa potência, podemos perfeitamente usar baixas tensões.
Válvulas de baixa tensão
Nos anos 50 foram criadas válvulas especificas para essas aplicações com menores distâncias entre grade, anodo e catodo, pois para tensões maiores a distância deveria ser maior para evitar centelhamento.
A maioria delas visava a aplicação em autorrádios, aproveitando a alimentação de 12 V sem a necessidade de se ter os vibradores que produziam tensões elevadas. Válvulas como a 12CX6 ou 12U7 foram comuns em rádios de carro nos anos 50. (figura 4)
Modificações foram feitas no sentido de se obter maior rendimento com baixas tensões. Essas modificações mexiam basicamente com a carga espacial.
A ideia era colocar uma grade aceleradora próxima do catodo de modo a ficar praticamente imersa na carga espacial e assim, com baixa tensão acelerar os elétrons atraídos pela placa que então poderia operar com tensões tão baixas como 12 V.
Entre 1958 e 1962 a RCA, Tung-Sol, GE e outras empresas lançaram diversas válvulas de baixa tensão para operar com 12 V e fornecer potências pequenas, da ordem de até 35 mW.
É claro que válvulas comuns também podem funcionar com baixas tensões no chamado “modo de carga espacial”, polarizando-se a primeira grande com uma carga positiva de modo a acelerar os elétrons, mas o rendimento apenas permite que elas sejam usadas em circuitos de baixa potência.
Na figura 5 temos um circuito de 12 V que usa uma válvula dupla comum operando nesta modalidade.Observe que a grade 2 do pino 2 é polarizada positivamente e não com um resistor ao terra como é comum neste tipo de circuito de modo a funcionar como uma “aceleradora de elétrons”.
Na figura 6 temos um circuito de um oscilador de RF cuja frequência depende da bobina e que funciona com uma válvula comum em 12 V.
Um outro circuito valvulado de 12 V é mostrado na figura 7.
A bobina tem 30 espiras de fio 28 em forma de 0,5 cm de diâmetro.
E, é claro podemos combinar válvulas e transistores alimentados por fonte única como mostra o amplificador híbrido da figura 8.
A pinagem da ECF80 para os que conseguirem essa válvula está na figura 9.
Observamos que a corrente de filamento é da ordem de 400 mA.
Conclusão
Pelo que podemos perceber, em algumas aplicações de baixa potência podemos perfeitamente alimentar circuitos valvulados com baixas tensões. No site temos diversos exemplos, como nos circuitos dados.
Existe até uma empresa de que já falamos que fornece kits de válvulas para projetos experimentais, alimentados por 12 V. Um bom assunto para começar mexer com válvulas sempre precisar de fontes caras com transformadores pesados de alta tensão.
Veja Mais:
Válvulas que podem ser usadas com 12 V e artigo interessante em inglês
https://www.junkbox.com/electronics/lowvoltagetubes.shtml
