Categoria: Instalaciones

Continuamos com esta série de posts em que falamos de conceitos básicos a ter em conta se lidarmos frequentemente com instalações de 12v.

Hoje vamos concentrar-nos em aprender mais sobre resistência e, acima de tudo, sobre quedas de tensão, como calculá-las e tentar evitá-las tanto quanto possível.

Resistência do cabo e quedas de tensão

Como já foi explicado, a corrente que flui através de um circuito elétrico para uma carga fixa é diferente consoante a tensão do circuito. Quanto maior for a tensão, menor será a corrente.

I = P / V

Nesta imagem, podemos ver um exemplo da quantidade de corrente que flui através de três circuitos diferentes em que a carga é a mesma, mas a tensão da bateria muda:

Para além disso, como já vimos, um fio tem uma certa resistência. O fio faz parte do circuito elétrico e pode ser considerado como uma resistência.

Quando a corrente passa por uma resistência, esta aquece. O mesmo acontece com os fios, quando a corrente passa por eles, aquecem. A energia perde-se sob a forma de calor. Estas perdas são designadas por perdas nos cabos.

Outra consequência das perdas nos cabos é a geração de uma queda de tensão ao longo do cabo. A queda de tensão pode ser calculada com a seguinte fórmula:

Tensão = Resistência x Corrente
V = R x I

Exemplo de cálculo de queda de tensão

Vamos agora utilizar um exemplo prático em que um inversor está ligado a uma bateria de 12 V para calcular as perdas nos cabos.

Este diagrama mostra um inversor de 2400 W ligado a uma bateria de 12 V com dois cabos de 1,5 m de comprimento com uma secção transversal de 16 mm2.

Como aprendemos anteriormente, cada fio tem uma resistência de 1,6 mΩ.

Com estes dados, a queda de tensão de um cabo pode ser calculada:

• Uma carga de 2400 W a 12 V cria uma corrente de 200 A.
• A queda de tensão de um cabo é: V = I x R = 200 x 0,0016 = 0,32 V
• Como temos dois fios, a queda de tensão total do sistema é de 0,64 V.

Devido à queda de tensão de 0,6 V, o inversor já não recebe 12 V, mas sim 12 – 0,6 = 11,4 V.
A potência do inversor é uma constante neste circuito. Assim, quando a tensão cai no inversor, a corrente aumenta.
Lembre-se de que I = P/V.
Agora, a bateria fornecerá mais corrente para compensar as perdas.
Neste exemplo, isto significa que a corrente aumentará para 210A.
Isto torna o sistema ineficiente porque perdemos 5% (0,64 / 12) da energia total. Esta energia perdida foi transformada em calor.

Não é apenas o cabo que oferece resistência num circuito

É importante notar que não é apenas o fio que apresenta resistência. Qualquer outro elemento que a corrente tenha de atravessar no seu percurso criará uma resistência adicional.
Incluídos nesta lista estão os elementos que podem contribuir para aumentar a resistência total:

• Espessura e comprimento do cabo
• Fusíveis
• Derivações
• Interruptores
• Conjunto de terminais de cabos
• Ligações

E prestar especial atenção:

• Ligações soltas
• Contactos sujos ou corroídos.
• Terminais de cabos montados incorretamente.

A resistência será adicionada ao circuito elétrico com cada ligação que é feita, ou com cada coisa que é colocada no caminho entre a bateria e o inversor.

Para ter uma ideia do que estas resistências podem significar:

• Cada ligação de cabo: 0,06 mΩ.
• 500 A de derivação. 0,10 mΩ.
• Fusível de 150 A: 0,35 mΩ.
• 2 m e cabo de 35mm2: 1,08 mΩ.

Efeitos negativos nas quedas de tensão dos cabos

Já sabemos que é necessário limitar a resistência de um circuito para evitar quedas de tensão. Mas quais são os efeitos de uma grande queda de tensão num sistema? Aqui estão alguns deles:

• – Perde-se energia e o sistema é menos eficiente. As baterias descarregam-se mais rapidamente.
• Aumentará a corrente do sistema. Isto pode provocar a queima de fusíveis CC.
• A presença de correntes elevadas no sistema pode causar uma sobrecarga prematura do inversor.
• Se ocorrer uma queda de tensão durante o carregamento, as baterias não ficarão totalmente carregadas.
• O inversor recebe uma tensão de bateria inferior. Isto pode acionar alarmes de baixa tensão.
• Os cabos da bateria ficam quentes. Isto pode provocar a fusão do isolamento dos cabos ou causar danos nas condutas dos cabos ou no equipamento que faz parte do sistema. Em casos extremos, o aquecimento dos cabos pode provocar um incêndio.
• Todos os dispositivos ligados ao sistema terão uma vida útil mais curta devido à ondulação DC.

Para evitar quedas de tensão:

• Utilizar cabos com o comprimento mais curto possível.
• Utilizar cabos de espessura suficiente.
• Aperte as ligações (mas não demasiado, siga as recomendações de binário do manual).
• Verificar se os contactos estão limpos e isentos de corrosão.
• Utilizar terminais de cabos de qualidade e montá-los com a ferramenta adequada (cravador).
• Utilize interruptores de isolamento de baterias de qualidade.
• Limita o número de ligações de cada passagem de cabo.
• Utilizar pontos de distribuição ou barramentos de corrente contínua.

Por hoje é tudo. Nos próximos capítulos desta série de conceitos básicos, falaremos sobre secções transversais de cabos e ligações de baterias.

Lembre-se de que, se tiver alguma dúvida ou sugestão, pode contactar-nos aqui.

Hoje vamos falar sobre os carregadores de baterias auxiliares, também chamados Booster e vamos tentar explicar as diferenças entre carregar a bateria ou baterias auxiliares na autocaravana ou caravana com um carregador Booster ou com um relé, quando um relé é suficiente e quando é necessário um carregador Booster.

Comecemos pelo princípio…

O que é um carregador Booster?

Não confundir um arrancador de baterias Booster com um carregador de baterias Booster.
Um carregador de baterias auxiliar Booster é um dispositivo eletrónico capaz de receber a intensidade de carga do alternador do veículo e gerar uma intensidade de carga elevada para a bateria auxiliar. Os carregadores mais eficientes produzem entre 18 e 40 Amperes POR HORA diretamente para a bateria auxiliar, de modo a que num curto espaço de tempo ou em poucos quilómetros possamos carregar totalmente as baterias.

O melhor equipamento do mercado dá carga total mesmo com o motor ao ralenti, ajusta também a carga ao tipo de bateria que temos (AGM, GEL, Ácido ou Lítio) e regula a corrente de flutuação desligando quando as baterias estão carregadas e protege também a bateria do motor, se necessário, se tiver um consumo muito elevado, como as luzes ou o ar condicionado, para evitar sobrecarregá-las.

Existe uma grande variedade de carregadores Booster no mercado, mas tenha cuidado com os mais simples porque, por vezes, não passam de inversores DC-DC e podem funcionar bem, embora não regulem a intensidade da carga de acordo com o estado da bateria, mas carreguem sempre com a mesma intensidade, podendo danificar as baterias a longo prazo.

Carregador de reforço para autocaravana ou auto-caravana

Os carregadores de bateria Booster de desempenho superior, como o ORION-Tr da Victron energy , são carregadores com microprocessador que dividem a carga em 5 fases diferentes, com um processo de dessulfatação e uma fase final de manutenção da bateria. Carregam entre 18 e 40 amp/hora, consoante o modelo, e mantêm a estabilidade da bateria, quer se trate de uma bateria de ácido, gel, AGM ou lítio.

Quando é que é necessário um carregador de reforço?

A resposta depende…
Sempre que quisermos carregar de forma eficiente uma ou mais baterias auxiliares, podemos instalar um carregador de baterias Booster e assim garantimos um carregamento extra rápido e eficiente, mas este tem um preço que pode variar entre 120€ e 500€ dependendo do equipamento e isto em alguns casos pode fazer-nos pensar se precisamos deste equipamento ou se podemos prescindir dele e passar para outros sistemas de carregamento de baterias como a instalação de um Relé Automático ou não.

Uma boa razão para decidir instalar o carregador Booster é se o nosso veículo for moderno e tiver um sistema de alternador inteligente com start-stop, neste caso é uma opção muito boa utilizar o sistema de carregador Booster, embora hoje em dia também tenhamos relés especiais como o Euro6 Audiobus especial para estes alternadores que estão a funcionar muito bem na maioria dos casos.

Outro motivo importante é no caso da bateria auxiliar ser de maior capacidade que a bateria do motor, como já falamos em outros posts, se a bateria auxiliar for de maior capacidade, com o sistema de separador de baterias com Relé, a carga total dessas baterias não é garantida, lembrem-se que o relé de alguma forma reconhece a carga máxima da bateria do motor como um limite de carga e deixa de enviar corrente para a bateria auxiliar pelo que se a capacidade da bateria do motor for por exemplo 70Amp o relé vai passar corrente para a bateria auxiliar normalmente até “copiar” essa capacidade, e se a bateria auxiliar for de 120Amp só com a ajuda do relé não a conseguimos carregar a 100%. Com o Booster Charger este problema fica resolvido.

E outra razão pela qual recomendamos a instalação de um carregador de reforço é quando a bateria auxiliar é de lítio, nestes casos carregadores como o Orion Tr da Victron energy estão preparados para carregar eficientemente baterias de sistema de lítio.

Em suma, é altamente recomendável instalar um carregador de reforço nestes casos:

Nos veículos modernos com alternador inteligente.

Quando a bateria auxiliar tem uma capacidade superior à da bateria do motor.

Se tivermos sistemas de baterias de lítio disponíveis

Para um melhor e mais eficiente cuidado e carregamento das baterias

Como instalar um carregador de bateria Booster?

A instalação de um carregador Booster pode ser bastante simples ou um pouco mais complicada, dependendo do modelo e se é simplesmente ligado entre as baterias ou se necessita de um sinal do alternador ou da unidade de controlo. Neste último caso, serão necessários mais conhecimentos especializados, mas, se não for o caso, bastam alguns conceitos eléctricos básicos.

Como sempre, é importante proteger o equipamento com os fusíveis adequados e as secções transversais dos cabos entre baterias devem ser sempre as recomendadas em cada caso.

Pode ver os modelos disponíveis na loja:

E este é o fim do tópico de hoje, como sempre, se tiver alguma pergunta ou comentário, pode escrever aqui e teremos todo o prazer em responder.

Neste post e em outros que virão, tentaremos explicar os conceitos básicos de cablagem em sistemas eléctricos e, especialmente, em instalações com baterias, inversores de potência e carregadores.

Discutiremos a importância de “fazer as coisas corretamente” e os problemas que podem surgir se um sistema for cablado de forma inadequada. Ajudará também os instaladores e os utilizadores a resolver os problemas que podem surgir devido a uma cablagem deficiente.

Para que um sistema elétrico funcione corretamente, e especialmente os que contêm um inversor/carregador e baterias, que são dispositivos de “alta corrente”, é essencial que a cablagem do sistema seja feita corretamente.

Poderá tirar melhor partido deste conteúdo se tiver alguns conhecimentos teóricos básicos de eletricidade. Isto ajudá-lo-á a compreender os factores que determinam a espessura dos fios e os tipos de fusíveis. Se já possui alguns conhecimentos básicos, poderá saltar este capítulo, mas recomendamos que, pelo menos, o leia.

Lei de Ohm

A lei de Ohm é a lei mais importante de um circuito elétrico. É a base de quase todos os cálculos eléctricos.
Permite calcular a corrente através de um fio (ou de um fusível) com diferentes tensões. É essencial saber quanta corrente flui através de um fio para escolher o fio correto para cada sistema.

Mas primeiro é necessário compreender alguns conceitos básicos sobre eletricidade.

A eletricidade é o movimento dos electrões num material,
chamado condutor. Este movimento gera uma corrente eléctrica. Esta
corrente é medida em amperes, que são representados pela letra A.
A força necessária para que os electrões fluam é chamada tensão (ou
potencial). É medida em volts, representados pela letra V
Quando a corrente eléctrica atravessa um material, encontra uma certa
resistência. Esta resistência é medida em ohms, representada pela letra grega Ω.

A tensão, a corrente e a resistência estão relacionadas entre si.

– Quando a resistência é baixa, muitos electrões movem-se e a corrente é alta.
– Quando a resistência é maior, movem-se menos electrões e a corrente é menor.
– Quando a resistência é muito elevada, nenhum eletrão se move e a corrente pára.

Pode dizer-se que a resistência de um condutor determina a quantidade de corrente que flui através de um material com uma determinada tensão. Isto pode ser expresso por uma fórmula conhecida como Lei de Ohm.

Potência

A Lei de Ohm descreve a relação entre resistência, corrente e tensão. Mas há outra unidade eléctrica que pode ser derivada da Lei de Ohm: a potência.

A potência representa a quantidade de trabalho que uma corrente eléctrica pode realizar.
É medida em watts e é representada pela letra P.
Pode ser calculada através da seguinte fórmula:

Outras fórmulas podem ser derivadas da lei de Ohm, algumas das quais são muito úteis para calcular a corrente nos fios.

Uma das fórmulas mais utilizadas é:

Esta fórmula permite-lhe calcular a quantidade de corrente que flui através de um cabo quando a tensão e a potência são conhecidas.

Exemplo de aplicação:
Pergunta:
Se tiver uma bateria de 12 V ligada a uma carga de 2400 W.
Qual é a quantidade de corrente que flui através do cabo?
Resposta:
V = 12 V
P = 2400 W
I = P/V = 2400/12 = 200 A

Condutividade e resistência

Alguns materiais conduzem a eletricidade melhor do que outros. Os materiais com baixa resistência conduzem bem a eletricidade, enquanto os materiais com alta resistência conduzem mal ou não conduzem de todo a eletricidade.

Os metais têm baixa resistência e conduzem bem a eletricidade. Estes materiais são designados por condutores. É por isso que são utilizados nos cabos eléctricos.

O plástico e a cerâmica têm uma resistência muito elevada e não conduzem eletricidade. São chamados isoladores. É por esta razão que os materiais não condutores, como o plástico ou a borracha, são utilizados no exterior dos cabos. O contacto com o fio não provoca um choque elétrico porque a eletricidade não consegue atravessar estes materiais.
Os isoladores são também utilizados para evitar curto-circuitos quando dois fios se tocam.

Dois outros factores determinam a resistência do cabo. Estes são o
comprimento e a espessura do condutor (o cabo):
– Um cabo fino tem mais resistência do que um cabo grosso com o mesmo
comprimento.
– Um cabo longo tem mais resistência do que um cabo curto com a mesma espessura.

É importante conhecer a resistência do cabo. Quando a corrente flui através de um cabo, a sua resistência causa estes dois efeitos:
– Queda de tensão (perda) ao longo do cabo.
– Aquecimento do fio.

Se a corrente aumentar, estes efeitos são intensificados. Um aumento da corrente aumentará a queda de tensão e fará com que o cabo aqueça ainda mais.

Conclusão:
Tanto a espessura como o comprimento do cabo têm um efeito considerável na resistência do cabo.

É por isso que é importante escolher a secção transversal correta do cabo e o comprimento do cabo a utilizar numa instalação.

Bem, é assim que ficamos hoje, pode ter achado tudo isto um pouco “aborrecido” mas são conceitos básicos que precisa de conhecer ou pelo menos saber que existem e ter algumas noções básicas.

Na próxima publicação relacionada, falaremos sobre quedas de tensão e como calculá-las, sobre a escolha da secção de cabo correta, sobre bancos de baterias em série e em paralelo e alguns outros aspectos. Se estiver interessado no assunto, fique atento aos próximos capítulos.

E, como sempre, se tiver quaisquer perguntas ou comentários, pode deixá-los aqui e teremos todo o gosto em ajudá-lo.