Vibrador (eletrônico) - Vibrator (electronic)

Um par de vibradores da marca Heathkit fabricados pela James Electronics, com bases octais . O da direita foi retirado da tampa de alumínio para que os componentes internos possam ser vistos.
Um vibrador eletromecânico da Grass Instrument Co. Usado como parte de um amplificador chopper em um amplificador de entrada de polígrafo.

Um vibrador é um dispositivo eletromecânico que recebe uma alimentação elétrica CC e a converte em pulsos que podem ser alimentados em um transformador . É semelhante em finalidade (embora muito diferente em operação) ao inversor de energia de estado sólido .

Antes do desenvolvimento de fontes de alimentação comutadas e da introdução de dispositivos semicondutores operando em baixa tensão, havia a necessidade de gerar tensões de cerca de 50 a 250 V DC a partir da bateria de um veículo . Um vibrador foi usado para fornecer CC pulsante que poderia ser convertido para uma tensão mais alta com um transformador, retificado e filtrado para criar CC de tensão mais alta. É essencialmente um relé que usa contatos normalmente fechados para fornecer energia para a bobina do relé, interrompendo assim a conexão imediatamente, apenas para ser reconectado muito rapidamente através dos contatos normalmente fechados. Acontece tão rapidamente que vibra e soa como uma campainha. Esse mesmo contato pulsante rápido aplica a tensão CC crescente e decrescente ao transformador, o que pode aumentá-lo para uma tensão mais alta.

O uso principal desse tipo de circuito era operar rádios de tubo a vácuo em veículos , mas também foi usado com outros dispositivos eletrônicos móveis com acumulador de 6 ou 12 V , especialmente em locais sem rede elétrica , como fazendas. Essas fontes de alimentação de vibradores tornaram-se populares na década de 1940, substituindo sistemas de motor-gerador mais volumosos para a geração de tensões CA para essas aplicações. Tubos de vácuo requerem voltagens de placa que variam de cerca de 45 volts a 250 volts em dispositivos eletrônicos, como rádios. Para rádios portáteis, aparelhos auditivos e equipamentos semelhantes, as baterias B foram fabricadas com várias classificações de voltagem. A fim de fornecer a voltagem necessária para um rádio da fonte típica de 6 ou 12 volts DC disponível em um carro ou de uma bateria de iluminação de fazenda, foi necessário converter a fonte DC constante em DC pulsante e usar um transformador para aumentar o Tensão.

Os vibradores costumam apresentar problemas de funcionamento mecânico, estando em constante movimento, como a perda de tensão das molas e o desgaste dos pontos de contato. À medida que os tubos começaram a ser substituídos por sistemas elétricos baseados em transistores , a necessidade de gerar essas altas tensões começou a diminuir. Os vibradores mecânicos deixaram de ser produzidos no final do século 20, mas os vibradores eletrônicos de estado sólido ainda são fabricados para serem compatíveis com as versões anteriores.

Usar

Diagrama esquemático de um circuito típico para converter DC de baixa tensão em DC de alta tensão

O vibrador era um dispositivo com contatos de interruptor montados nas extremidades de tiras de metal flexíveis. Em operação, essas tiras são vibradas por um eletroímã , fazendo com que os contatos abram e fechem rapidamente. Os contatos interrompem a corrente contínua de 6 ou 12 V da bateria para formar um fluxo de pulsos que mudam de 0 volts para a tensão da bateria, gerando efetivamente uma onda quadrada . Ao contrário de uma corrente contínua constante, quando tal corrente pulsante é aplicada ao enrolamento primário de um transformador, ela irá induzir uma corrente alternada no enrolamento secundário, a uma tensão pré-determinada com base na relação de espiras dos enrolamentos. Essa corrente pode então ser retificada por um diodo termiônico , um retificador de óxido de cobre / selênio ou por um conjunto adicional de contatos mecânicos (neste caso, o vibrador atua como um tipo de retificador síncrono ). A saída retificada é então filtrada, produzindo, em última análise, uma tensão CC normalmente muito mais alta do que a tensão da bateria, com algumas perdas dissipadas como calor. Este arranjo é essencialmente um circuito inversor eletromecânico.

Os contatos primários do vibrador alternadamente fazem e interrompem o fornecimento de corrente para o primário do transformador. Como é impossível que os contatos do vibrador mudem instantaneamente, o colapso do campo magnético no núcleo induzirá uma alta tensão nos enrolamentos e causará faíscas nos contatos do vibrador. Isso iria corroer os contatos muito rapidamente, então um capacitor de amortecimento com uma classificação de alta tensão (C8 no diagrama) é adicionado ao secundário do transformador para amortecer os indesejados "picos" de alta tensão.

Uma vez que os vibradores se desgastavam com o tempo, eles eram geralmente envoltos em um invólucro de "lata" de aço ou alumínio com um plugue multipinos na parte inferior (semelhante aos pinos de contato em tubos de vácuo), para que pudessem ser rapidamente desconectados e substituídos sem usando ferramentas.

Os vibradores geram uma certa quantidade de ruído audível (um zumbido constante) durante a operação, que poderia ser ouvido pelos passageiros no carro enquanto o rádio estava ligado. Para ajudar a conter esse som dentro do invólucro do vibrador, a superfície interna da lata era freqüentemente forrada com um material espesso para amortecimento do som , como espuma de borracha . Como os vibradores eram normalmente plugados em soquetes montados diretamente no chassi do rádio, a vibração poderia ser mecanicamente acoplada ao chassi, fazendo com que ele funcionasse como uma caixa de ressonância para o ruído. Para evitar isso, o revestimento anti-som dentro da lata às vezes era feito de espessura suficiente para suportar os componentes do vibrador apenas por fricção. Os componentes foram então conectados aos pinos do plugue por fios flexíveis, para isolar ainda mais a vibração do plugue.

Veja também

Referências