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Estabilizador

Autor: Eduardo Barbian

Por que parar de usar o estabilizador?

 

Você usa seu computador ligado à aquele famoso aparelhinho que volta e meia da um “tlec”? Sim, estamos falando do estabilizador. Pois saiba que você está colocando em risco seu computador, e utiliza um aparelho que na verdade pode prejudicar seu PC.

Durante muito tempo, possuir um estabilizador era sinônimo de proteção para os componentes que nele estavam ligados, mas hoje esse conceito é considerado falso, e para provar isto, foram necessários apenas alguns testes e condições específicas, além unir um pouco de conhecimento sobre elétrica e um bocado de curiosidade.

A tensão disponível nas tomadas de sua casa é de 220 Volts ou 115 Volts dependendo de onde você mora, e é do tipo alternada com freqüência de 60 Hz, ou seja, varia de 220V ou 115V a -220V ou -115V cerca de 60 vezes por segundo. Por ser alternada, a onda da rede elétrica é do tipo Senoidal e em quase 100% do tempo, apresenta diversos tipos de interferências. Veja algumas delas:

Todos nós sabemos da péssima qualidade da energia distribuída no Brasil, cheia de “poluentes” e instabilidades. O estabilizador tem a missão impossível de anular essa parte ruim da rede elétrica e fornecer uma tensão constante em sua saída para o computador, por exemplo.

Funcionamento do Estabilizador

Para entender como um estabilizador pode ser prejudicial, é necessário primeiro saber como ele funciona e a forma com que ele tenta proteger os equipamentos nele ligados.

Um estabilizador consiste basicamente de um transformador com diversas saídas que fornecem diferentes níveis de tensão, além de uma chave seletora chamada relé, responsável por escolher qual saída do transformador se aproxima mais da tensão nominal de funcionamento dos equipamentos, como 115 Volts AC por exemplo.

Para fazer a seleção da melhor saída do transformador, a chave sai da posição 1 e, após um curto intervalo de tempo faz o contato com a posição 2. Isso ocorre porque caso haja uma troca imediata de posição, um curto circuito se formará na saída do transformador, devido à sobreposição de tensão. É esta troca de posição do relé que gera o famoso ruído sonoro “Tlec” do estabilizador. Você também pode perceber que "estabilizador" é uma nominação errada da função que o equipamento realmente desempenha, quando na verdade deveria se chamar "seletor de tensão".

Agora que já conhecemos o princípio de funcionamento do estabilizador, vamos ver seus efeitos sobre o computador.

Alta corrente para a fonte no momento da seleção de tensão

O relé ao fazer a alteração da posição para ajustar a tensão de saída, leva um curto, porém existente, intervalo de tempo para completar a mudança. Ocorre que a fonte do computador é desalimentada durante esse intervalo de tempo, e é ai que encontramos o primeiro problema.

Por menor que seja esse intervalo, os capacitores da fonte, que são pequenos componentes eletrônicos capazes de armazenar energia em forma de campo elétrico, começam a descarregar essa energia acumulada para manter o computador alimentado, e caso o intervalo seja muito longo, o computador poderá desligar-se por falta de energia. Entretanto o tempo de comutação do relé não é suficientemente longo para que o nível de tensão dos capacitores chegue a valores tão baixos e desativem seu computador.

Veja o que ocorre com a tensão durante uma seleção típica do estabilizador:

Como dito anteriormente, a rede elétrica no Brasil possui frequência de 60 Hz, ou seja, ela alterna de 220V a -220V (tensão eficaz) sessenta vezes por segundo, por exemplo. Como é possível ver na imagem, há uma ausência de tensão em aproximadamente meio ciclo da senóide da rede elétrica, o que equivale a algo em torno de 8,3 ms (mili segundos, o mesmo que 0,0083 segundos).

Se procurar pelas especificações de uma fonte de computador você verá que ela é designada para suportar algo em torno de 17 ms segurando seu computador. Ou seja, durante a seleção de tensão do estabilizador os capacitores serão descarregados por 8,3 mili segundos aproximadamente, e ficarão quase ao ponto de desarmar seu computador.

Por enquanto tudo ocorre dentro do normal, o estabilizador escolhe a melhor tensão e os capacitores mantém a alimentação durante esse tempo. Mas é ai que encontramos o problema.

Quando você liga o computador, a fonte tem um início muito estressante, pois seus capacitores estão completamente descarregados. A corrente de carga dos capacitores eletrolíticos é chamada de “Inrush Current”, ou corrente de partida. As fontes possuem obrigatoriamente um componente chamado termistor, responsável por limitar essa corrente de carga dos capacitores.

Um termistor é basicamente um componente resistivo que possui sua resistência variável de acordo com sua temperatura. O utilizado em fontes é do tipo NTC (coeficiente de temperatura negativa), quanto maior a temperatura, menor sua resistência. Os termistores das fontes possuem uma resistência de 10 a 20 ohms em temperatura ambiente, diminuindo para 1 ohm quando aquecido.

Ao ligar o computador, o termistor está em temperatura ambiente e dessa forma, funciona como um resistor comum de 10 ou 20 ohms limitando a corrente de carga dos capacitores. Quando a corrente passa pelo termistor ele se aquece e começa a diminuir sua resistência até o mínimo possível, e durante o funcionamento normal da fonte ele não passa de um resistor de 1 ohm que nada atrapalha a fonte.

Ocorre que o termistor leva algo em torno de 1 minuto para se resfriar e voltar a ter sua resistência de origem. Você já deve ter ouvido que ao desligar um aparelho eletroeletrônico deve-se esperar um tempo para novamente ligá-lo. Esse tempo se deve justamente ao resfriamento do termistor, para que ele possa novamente cumprir sua função no religamento do equipamento.

Uma fonte possui um “Inrush Current” típico em torno de 80 Amperes, conforme especificação encontrada na própria fonte ou no site do fabricante:

A fonte consultada possui um Inrush Current de 80 A no máximo, isso significa que os capacitores podem aguentar no máximo a essa corrente.
Como o termistor ainda está quente, sua resistência será baixa e ele não conseguirá limitar essa corrente para os capacitores, ou seja, temos uma grande quantidade de energia indo diretamente para os componentes.

A fonte consultada possui um Inrush Current de 80 A no máximo, isso significa que os capacitores podem agüentar no máximo a essa corrente.

Como o termistor ainda está quente, sua resistência será baixa e ele não conseguirá limitar essa corrente para os capacitores, ou seja, temos uma grande quantidade de energia indo diretamente para os componentes.

Voltando ao estabilizador, quando ele faz a seleção da tensão, os capacitores começam o processo de descarga, mas não completamente, o que é bom. Mas há outro ponto, o termistor que leva 1 minuto para se resfriar terá somente 8 mili segundos para isso, o que não adiantará nada e sua resistência ainda será quase nula. Resultado: a alta corrente na entrada diretamente para os componentes da fonte assim que o seletor chegar na posição 2.

Você pode perceber que as fontes em equipamentos como TVs, videogames, rádios, não queimam tão facilmente, e por acaso elas usam estabilizadores?

Esse é o primeiro dano: a cada seleção de tensão feita pelo estabilizador, alta corrente entra direto nos componentes da fonte.

Surtos de tensão gerados pelo estabilizador

Como visto anteriormente, a cada “tlec” do estabilizador os capacitores da fonte começam um processo de descarga e então recebem carga novamente com uma corrente muito alta, porque a tensão deles já está baixa e o termistor que tem a função de limitar essa grande quantidade inicial de corrente ainda está quente e conseqüentemente sua resistência será baixa para limitar esta ação.

Para entender o próximo problema, é necessário resgatar um pouco do conhecimento adquirido no ensino médio, mais especificamente em Física, em um item chamado FCEM, ou Força Contra Eletromotriz.

Como o próprio nome sugere, Força Contra Eletromotriz é basicamente uma energia induzida que se opõe ao sentido da corrente aplicada por um gerador (uma pilha, por exemplo). Quando aplicado uma corrente sobre uma bobina, como um indutor ou um motor, um campo magnético é gerado, e esse campo magnético gera na mesma bobina uma corrente induzida de polaridade inversa.

Vamos à parte importante. Segundo a lei de Lenz, uma corrente é gerada oposta à fonte quando a corrente aplicada pelo gerador sobre o indutor é cortada e o campo magnético se desfaz, e segundo a lei de Faraday, quando o campo magnético “some” rapidamente, são gerados surtos altíssimos de tensão no sentido inverso.

Para ter uma idéia, a faísca gerada na ponta da vela de um automóvel é resultado da abertura do indutor (bobina), o que faz com que a corrente seja cortada e então, surtos de tensão de ordem de 15 a 30 MIL Volts são gerados, a partir dos 12 Volts da bateria do automóvel.

Ou seja, para gerar surtos de tensão basta possuir corrente, um indutor e a abertura do circuito.

E então voltamos para o estabilizador com as seguintes questões:

  • Um indutor é uma bobina de fio enrolada, assim como o transformador do estabilizador?
  • Abertura do circuito não é a seleção da tensão feita pela chave?

Pronto, tem-se um completo e funcional gerador de surtos chamado estabilizador.

Para se ter uma ideia do tamanho do surto gerado por um estabilizador, veja a imagem no osciloscópio abaixo:

Como é possível ver, após o surto, o valor de pico da tensão é um pouco mais baixo, pois o estabilizador tentou reduzir mais ou menos 6 Volts na saída. Referente ao surto, você pode perceber o pico sobreposto ao semiciclo negativo da rede elétrica, foi o surto gerado pelo estabilizador.

Se a rede elétrica for de 220V eficazes, temos (220 * Raiz de 2) = 311 V referente ao valor de pico da rede elétrica. Assim fica fácil ver o tamanho do surto gerado, chegando a quase 622 Volts, que é o valor de pico a pico da rede. Deste modo, se somarmos o surto de aproximadamente 622 Volts com os 311 Volts da rede elétrica, temos uma tensão total que daria perto dos 1000 Volts, e tudo isso indo direto para sua fonte do computador segurar, se nem sequer um fusível na frente.

Esse é o segundo dano causado pelo estabilizador: surtos de tensão gerados pelo estabilizador na hora da seleção da melhor tensão, tudo isso indo direto para seu computador.

Trabalho em dobro

Sabe-se que o tempo necessário para que um estabilizador tentar corrigir a instabilidade da tensão fica em torno de 30 a 50 mili segundos. Confira a especificação de um estabilizador comum:

Como é possível ver na imagem acima, o tempo de resposta para correção é menor que 6 semiciclos da rede elétrica. Como já foi explicada anteriormente, a rede elétrica no Brasil possui freqüência de 60 ciclos por segundo. 1 ciclo leva algo em torno de 0,01666 segundos, 6 semiciclos é o mesmo que 3 ciclos e tem um tempo total de aproximadamente 0,05 segundos (50 mili segundos).

Ou seja, 50 mili segundos é tempo máximo que o estabilizador leva para detectar a alteração (ou instabilidade) na entrada e corrigir a tensão.

Uma fonte de computador é capaz de trabalhar a uma freqüência de 50 KHz, ou seja, um ciclo da fonte dura somente 0,00002 segundos, ou 20 microssegundos. Uma fonte consegue ser tão mais rápida porque ao invés de relés que realizam a seleção da tensão através de um movimento mecânico, elas possuem um componente eletrônico chamado transistor, que não possui movimento mecânico, funcionando como uma chave que libera ou não a passagem de corrente. Isso significa que sua fonte, seja genérica ou top de linha, será capaz de fazer a correção da tensão em apenas 20 microssegundos.

Quando uma instabilidade na rede elétrica ocorrer, a fonte corrigirá em apenas 20 microssegundos, e somente após outros 2500 tempos iguais a estes 20 microssegundos, chegando a 50 mili segundos, o estabilizador tentará ajustar a tensão, colocando mais 6 ou menos 6 volts na saída.

Depois de o estabilizador ajustar estes 6 volts extras, a fonte que já havia feito uma correção, detecta a nova variação da tensão causada pelo estabilizador e em outros 20 microssegundos reajusta a tensão novamente e tudo volta a funcionar normalmente.

Se a fonte estivesse trabalhando sozinha, significa que teria somente de ajustar a tensão uma única vez, porém com o estabilizador ela terá de trabalhar em dobro.

E esse é o terceiro dano: o dobro de trabalho da fonte em seu computador, sem necessidade.

Limite de energia e aquecimento

Este talvez seja o maior e prejudicial problema do uso do estabilizador.

A grande maioria dos estabilizadores vendidos por ai são de 300 VA, que é a capacidade máxima de energia que ele poderá entregar para um computador, por exemplo. Um computador comum com uma fonte de baixa eficiência energética provavelmente consumirá algo em torno de 200 a 250 Watts de potência, isso sem falar em computadores com maior desempenho que consomem 500 Watts ou até mais. Esse computador sozinho já atingirá, e até mesmo passará, do limite dos 300 VA.

O consumidor em geral, utiliza o estabilizador para tudo em se tratando de informática: monitor, impressora, caixinhas de som e outras coisas, chegando a consumir mais que 600 VA.

No pior dos casos, com todo esse consumo extra, o estabilizador começará a esquentar muito, e não será difícil, muito menos uma surpresa, ele pegar fogo, podendo causar um incêndio em tudo que está próximo.

Porém o que acontece na grande maioria das vezes é que o estabilizador simplesmente não entregará energia suficiente para alimentar o computador, por isso quando você estiver utilizando o computador e ele travar ou até mesmo reiniciar, o culpado pode ser o estabilizador.

É você quem decide!

Poderíamos colocar aqui inúmeros outros problemas causados pelo uso do estabilizador, mas estes quatro apresentados já são suficientes para perceber o motivo pelo qual nem mesmo as fabricantes de computadores e equipamentos eletroeletrônicos recomendam o uso do estabilizador.

Esperamos que tenham ficado claro os motivos pelos quais não é recomendado o uso de um estabilizador, principalmente ao abordar pontos técnicos do funcionamento dos sistemas, deixando de lado o senso comum dos famosos “técnicos” em informática.

Eu particularmente nunca utilizei um estabilizador e até hoje nunca tive problemas com fontes defeituosas, mesmo com as genéricas de 20 reais vendidas nas lojas de informática, mas a decisão de usar ou não o estabilizador é sua, e caso não concordar com os aspectos abordados neste artigo, você é livre para fazer o que desejar.

A dica é utilizar um bom filtro de linha, de preferência buscando marcas como Upsai, Clamper, APC. Cuidado com aquelas réguas de 20 reais, elas não passam de um multiplicador de saídas e nada tem a oferecer para a segurança do computador. A CLONE é uma alternativa barata e possui dois modelos com boa proteção e não são caros, o F8 PLUS 1087 e o F6 PLUS 1085.

Existem ainda opções como No-breaks e Protetores Eletrônicos para garantir a saúde do seu computador. Se for escolher um no-break, procure por modelos do tipo Online e que forneçam um tipo de onda senoidal de energia. Modelos Offline ou que forneçam um tipo de onda triangular ou quadrada são nocivos ao computador. Quanto ao protetor eletrônico, ele é uma evolução do estabilizador e é capaz de fornecer uma real e eficaz proteção para seu computador. Em ambos os caso dê preferência para marcas conceituadas e tenha certeza que ele fornecerá energia suficiente para alimentar com folga seu computador.

Lembre-se, como o uso do estabilizador não é restrito ao computador, caso você o tenha ligado a qualquer outro equipamento, o recomendado é removê-lo também, pois assim como o computador, demais equipamentos eletroeletrônicos também possuem uma fonte interna com o mesmo princípio de funcionamento da fonte do computador, e o estabilizador também pode danificá-lo.

 

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