5 de outubro de 2010

Condicionador de Energia

Se você mora num local próximo de indústrias ou outros estabelecimentos que podem gerar instabilidade e ruídos na rede elétrica, ou no limite de um transformador, onde há variação frequente na rede elétrica, deve proteger os seus equipamentos, utilizando condicionadores de energia (filtro de linha, estabilizador de tensão, short-break, no-break, etc.).

Condicionadores de energia são aparelhos que corrigem as irregularidades da rede elétrica fornecida pela concessionária de energia como variação de voltagem e frequência, ruídos eletromagnéticos, surto ou queda de energia, etc.

Filtro de Linha: Line Filter. É um filtro eletrônico que atenua a interferência eletromagnética contida na rede elétrica. Os equipamentos modernos sofisticados sofrem estas interferências gerando ruídos e instabilidade no funcionamento.

Estabilizador de Tensão: Estabilizador de energia ou estabilizador de voltagem. É um aparelho que mantém uma voltagem estável, mesmo que haja variação de voltagem na rede elétrica. Normalmente já tem filtro de linha. Recomendado para residências onde há variação de energia, mas com rara incidência de queda de energia.

Na linha de fornecimento ininterrupta de energia (residências onde necessitam de uma proteção contra constante queda de energia), existem os Short-breaks e No-breaks. São recomendados para quem tem PC, gravador de áudio e vídeo em HDD/BD/DVD/CD para não perder dados, projetor de imagem que requer esfriamento gradativo da lâmpada e aqueles que querem proteger contra eventuais danos nos equipamentos causados pela queda de energia.

Short-break

Também conhecido como No-break stand-by, funciona normalmente fornecendo a energia direta da rede, estabilizada ou não, e quando ocorre uma queda de energia é chaveada para energia alternada do inversor fornecida pela bateria, ou seja, fica na espera (stand-by). Como existe um pequeno tempo de comutação (alguns milissegundos) para energia da bateria, há uma queda da energia neste curto período (short-break). Os equipamentos de Home Theater, não sentem este tempo de comutação que fica sem energia. No mercado, não é comum utilizar o termo short-break e sim no-break.

Off-line: Esta tecnologia é encontrada nos modelos mais simples e de baixo custo para atender as necessidades em geral, inclusive equipamentos de Home Theater mais simples. Com fornecimento normal da energia elétrica, além de ficar carregando a bateria, é fornecida diretamente aos equipamentos conectados, passando em geral por um filtro de linha. Quando ocorre uma queda de energia ou oscilação na rede, é comutado ao circuito inversor, que transforma a corrente contínua (CC) da bateria para corrente alternada (CA). Como até uma variação brusca na rede pode provocar a comutação, a bateria é bem exigida, ocorrendo desgaste mais rápido. Neste tipo de aparelho, a corrente alternada gerada pelo circuito inversor tem uma forma de onda semissenoidal.

Interativo: Neste tipo de aparelho, enquanto há fornecimento de energia na rede elétrica, funciona como um estabilizador de voltagem, e também fica carregando a bateria. Somente quando ocorre uma queda de energia é comutado ao circuito inversor, por isso há menos desgaste da bateria do que o tipo off-line, aumentando a sua vida útil. Nesta tecnologia, apesar da maioria ter corrente alternada, gerada pelo circuito inversor, na forma de onda semissenoidal, é possível encontrar alguns modelos com forma de onda senoidal, mas são bem mais caros. Recomendados para equipamentos mais sensíveis e equipamentos para Home Theater mais sofisticados.

No-break

Também conhecido como no-break on-line ou UPS (Uninterruptible Power Supply). Neste tipo de aparelho a energia fornecida à carga é pura e isolada da rede elétrica. O módulo retificador CA/CC fornece alimentação às baterias para recarga e ao inversor CC/CA que funciona o tempo todo alimentando a carga, por isso não existe tempo de comutação quando a energia da rede cai (verdadeiro no-break). A forma de onda gerada é senoidal perfeita, estável e sem variação, inclusive na frequência. Recomendado para equipamentos críticos como servidor de uma rede de micros, main-frame, medicinais e de precisão, pouco utilizado em equipamentos de Home Theater devido ao seu alto custo, mas é um aparelho ideal para quem quer um áudio e vídeo puro, sem nenhuma interferência da rede elétrica. Geralmente os no-breaks são de capacidades acima de 5KVA.

Aparelho Bivolt: No local onde tem grandes variações na rede é recomendado os de bivoltagem, pois como por exemplo, podem funcionar com voltagens de 110V, 127V e 220V.

Autonomia: A autonomia após a queda de energia, varia conforme a capacidade da bateria. Os pequenos com bateria interna são de pouca duração, mas os maiores que utilizam bateria externa, dependendo da quantidade de baterias, conseguem manter por um bom tempo. Para uso em Home Theater, um short-break tem como finalidade, além de não causar danos aos equipamentos com a queda irregular da energia, é de não perder o que estava fazendo, como uma gravação (ficar sem finalização), ou então desligar um projetor de imagem ou TV de retroprojeção, num processo normal de esfriamento da lâmpada, por isso a autonomia deve ter o tempo suficiente para desligar todos os equipamentos com calma.

Aterramento: Nestes aparelhos é recomendado o uso de fio terra para ter um bom funcionamento.

Dimensionamento do condicionador de energia

A capacidade dos condicionadores de energia é especificada em potência aparente que tem a unidade em VA (Volt-Ampère), por isso se os equipamentos a serem ligados ao condicionador apresentarem o consumo em VA ou então em Tensão (V) e Corrente elétrica (A), basta multiplicá-los e terá o consumo em VA do equipamento. Somando os consumos em VA de todos os equipamentos, chega-se ao valor total da carga e portanto à capacidade necessária do condicionador. Apesar de não utilizar o consumo máximo (potência máxima de um AV Receiver), é sempre bom colocar uma pequena margem de segurança entre 20% a 30%, ou seja, se a soma dos consumos dos equipamentos a serem alimentados pelo condicionador de energia totalizar 900VA, compre um condicionador de pelo menos 1.000VA (1KVA).

O grande problema é que a maioria dos equipamentos informa na especificação, o consumo somente em Watts (W) que é a potência real ou ativa, por isso há a necessidade em converter a potência que está em W para VA, mas não existe um fator fixo de conversão porque o Fator de Potência é intrínseco de cada equipamento.


O Fator de Potência é dado em cosseno do ângulo de defasagem da corrente em relação à tensão, causada pelos componentes indutivos (motores, transformadores, ventiladores, reatores, etc.) que atrasam e capacitivos que adiantam, e que acabam gerando a potência reativa (VAR), por isso o coeficiente varia entre 0 e 1. No caso de uma lâmpada incandescente (lâmpada comum de filamento) que apresenta a carga somente resistiva, não ocorre nenhuma defasagem da corrente e por isso tem o Fator de Potência 1 (cosseno de 0°), ou seja, neste caso a potência ativa (W) é igual a potência aparente (VA). O ângulo da defasagem é representada pela letra grega Phi (pronuncia fi) (φ, Φ).

A fórmula para obter a potência ativa em corrente alternada é de P(W)=V.I.cosφ, substituindo V.I por potência aparente (VA) temos, P(W)=P(VA).cosφ, ou então P(VA)=P(W)/cosφ (potência aparente é igual a potência ativa dividida por cosφ).

Como pode ver, para achar o fator de potência de um equipamento, precisaria de um equipamento de medição especial ou então se os fabricantes fornecerem estes dados. Não sendo possível, melhor achar um fator de conversão para simplificar o cálculo, dentro de uma margem de segurança. Para aparelhos eletroeletrônicos domésticos, em geral o fator de potência varia entre 0,55 a 0,95, e os PCs em torno de 0,6 a 0,7.

Como atualmente os equipamentos de áudio e vídeo são na maioria digitais e os componentes são muito similares aos de PC, podemos pegar um fator próximo deles. Considerando que nunca utilizaria a potência máxima de um AV Receiver, que é um dos módulos de maior consumo de energia dentro do Home Theater, vamos pegar um fator de potência em torno de 0,8. Colocando este fator na fórmula acima temos, P(VA)=P(W)/0,8 ou P(VA)=P(W).1,25, colocando uma pequena margem de segurança, arredondamos para 1,3. Então temos que P(VA)=P(W).1,3 ou P(VA)=P(W)+30% que recomendei no cálculo da corrente elétrica em Instalação elétrica para Home Theater. Exemplificando, se o consumo de um HDTV é de 350W, temos P(VA)=350.1,3 que dá o resultado de 455VA.

Caso você goste de ouvir em volume bem alto e tem um HDTV de Plasma acima de 50", é melhor aumentar o fator de conversão para em torno de 1,4 (40%) por medida de segurança. Alguns fabricantes de condicionadores de energia recomendam utilizar um fator de conversão próximo de 1,5 para equipamentos de informática, mas eu acho exagerado no nosso caso. De qualquer forma, no resultado final, acrescer uma margem de segurança de 20% a 30% é recomendada.

Veja também:
Instalação elétrica para Home Theater
Cabos para áudio e vídeo

2 comentários:

  1. muito bom, valeu!!!!!!!!!!!

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  2. Como posso dimensionar um condicionador de energia para meu sistema de HT?

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