A rápida comutação dos dispositivos Semicondutores, como os SCRs e TRIACs, é responsável pela produção de formas de ondas bastante agudas, ricas em harmônicos, que se estendem até frequência suficientemente elevadas a ponto de causar interferências em receptores de rádio. Como a propagação dessas interferências se faz principalmente através da rede de alimentação, sua eliminação é relativamente simples bastando para isso a utilização de filtros apropriadas.
Por diversas ocasiões, em outros artigos tivemos oportunidade de divulgar circuitos de comutação de corrente alternada empregando SCRs (como por exemplo, o “Controle de Velocidade Para Furadeiras", a ”Lâmpada Mágica" e' o "Interruptor Crepuscular"), e, mesmo obtendo os resultados esperados, diversos leitores nos escreveram indicando que seus aparelhos estavam interferindo em receptores de rádio ligados nas proximidades.
Para estes casos é que dirigimos este artigo. Se bem que filtros simples na maioria dos casos seja o suficiente como, por exemplo o descrito para o Controle de Velocidade para Furadeira, mas para outros casos pode ser necessário um filtro de maior eficiência.
Neste artigo, descreveremos três tipos de filtros, que podem ser empregados na eliminação de qualquer tipo de interferência propagada pela rede de alimentação causada por rápida comutação como, por exemplo, as causadas por motores de liquidificadores, enceradeiras, controles de velocidade etc.
O filtro poderá ser ligado quer seja na tomada do causador da interferência, como também na tomada do aparelho sensível a interferência como receptores de TV, receptores de rádio ou sintonizadores de FM.
Antes de passarmos à descrição desses filtros, veremos como as interferências são provocadas e como se propagam.
A PRODUÇÃO DE INTERFERÉNCIAS
Quando você aciona o interruptor de uma lâmpada incandescente comum, colocando um receptor de rádio portátil nas proximidades (figura 1), você ouvirá nitidamente um "clique”provocado pelo estabelecimento muito rápido de uma corrente no circuito.
De fato, a corrente que não circulava passa quase que instantaneamente a circular com toda a sua intensidade.
Ocorre, portanto, o que denominamos de uma comutação rápida em que a corrente cresce de um valor nulo a um valor máximo num intervalo muito pequeno de tempo (figura 2).
Ora, em condições como essa, o crescimento do campo magnético no condutor que é percorrido por esta corrente, também sofre uma variação muito rápida e essa variação é responsável pela propagação de perturbações eletromagnéticas de frequências diversas que dependem, não só da forma do crescimento da corrente, como também da sua frequência.
São justamente essas perturbações que atingem o receptor colocado nas proximidades e provocam o estalido audível que nos referimos.
Dizemos então que os circuitos comutados nestas condições, por sua forma de onda aguda (figura 3), são responsáveis pela emissão de ondas eletromagnéticas ou perturbações de frequências diversas que podem inclusive coincidir com as frequências recebidas pelos rádios e televisores (estes em menor intensidade) caso em que estes aparelhos sofrerão a interferência.
No caso do interruptor de parede temos apenas um "clique" que não chega a perturbar seriamente a recepção, mas no caso de um circuito que comuta cada ciclo da corrente alternada da rede de alimentação como, por exemplo, ocorre no controle de Velocidade ou no interruptor crepuscular, teremos a produção de 60 ou 120 ”cliques" em cada segundo o que se traduz por um ruído contínuo bastante desagradável no aparelho interferido.
Como a perturbação chega ao receptor?
No caso de interruptor da parede, a perturbação chega ao receptor se propagando diretamente pelo espaço, mas nestas condições seu alcance não é dos maiores.
De fato, as interferências por comutação não conseguem ir muito longe do local onde são geradas, propagando-se simplesmente pelo espaço. Se afastarmos o rádio a alguns metros do interruptor, o clique não mais será ouvido.
A maior parte das interferências causadas por circuitos comutados se propaga pela própria rede de alimentação. O sinal “parte do circuito comutador pela rede de alimentação e chega ao receptor também entrando pelo cabo de alimentação (figura 4).
Assim, verificamos que, quanto mais próximos estiverem os circuitos interferente e interferido, mais forte será a interferência.
Os filtros que descrevemos, visam justamente cortar a propagação da interferência pela rede de alimentação, podendo ser colocados nos cabos de alimentação quer seja dos aparelhos interferidos quer seja dos aparelhos interferentes.
OS FILTROS
Os filtros são bastante simples, sendo seu princípio de funcionamento baseado nas propriedades básicas de dois componentes dos mais comuns: o capacitor e o indutor.
Os capacitores tem a propriedade de servir como um curto-circuito para os sinais de frequências elevadas, mas dificultam a passagem dos sinais de baixas frequências.
Deste modo, se capacitores forem ligados em paralelo com a, rede de alimentação, quer seja no aparelho interferido quer seja no aparelho interferente (figura 5), eles não afetarão a circulação da corrente alternada de alimentação porque ela é de baixa frequência, mas curtocircuitarão o sinal interferente.
Por outro lado, os indutores se caracterizam por apresentarem uma forte oposição a passagem dos sinais de frequências elevadas como os constituintes da interferência, mas deixam passar facilmente os sinais de baixa frequência como a corrente alternada da alimentação.
Assim, ligados em série com a rede de alimentação (figura 6), eles impedem que a interferência passe ao circuito sensível, mas deixam a corrente de alimentação atingir seu objetivo sem qualquer dificuldade.
Combinando indutores e capacitores de valores apropriados podemos construir filtros de diversos graus de eficiência.
OS CAPACITORES E OS INDUTORES
Como os capacitores deverão ficar submetidos diretamente à tensão da rede de alimentação devem ter uma tensão de isolamento elevado.
Nos circuitos que descrevemos, são usados capacitores a óleo ou de poliéster de 0,1 uF com uma tensão de isolamento de pelo menos 500 V.
O número de espiras não é crítico. Enrole apenas o suficiente para cobrir o resistor ou o núcleo de ferrite. A indutância aproximada do indutor em questão é de 47 uH.
OS DIAGRAMAS
O diagrama da figura 8 corresponde ao filtro de menor eficiência, servindo para a maioria dos casos.
Pode ser ligado em série com o aparelho interferente ou interferido.
Um pouco melhor é o filtro de figura 9 que corresponde ao filtro mais comum, Seu uso é idêntico ao filtro da figura 9.
O melhor filtro é o da figura 10 que apresenta duas seções.
Sua eficiência, pode ser comparada a utilização de dois filtros como o da figura 10; Pode ser ligado no aparelho interferente ou interferido.
