Indicador de fase AC com 3 transistores. Como fazer um detector de fase? Como funciona?

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Por Adriano AoliAtualizado 10/09/2022

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Transcrição

Você já deve ter visto por ai vários memes, vários vídeos a respeito de um circuito que mais parece uma aranha, que quando encostado, que quando se aproxima de um fio de eletricidade, acende uma lâmpada. Eu resolvi fazer esta experiência aqui em casa, para mostrar para você como funciona já que todos estes vídeos, que inclusive tem milhões de exibições, não explicam como isso funciona e porque isso funciona.

Se você ficou na dúvida de como isso pode ser possível, você está no vídeo certo. Esta é uma experiência muito divulgada que inclui três transistores, uma pilha, uma bateria e um LED. Eles são ligados de forma que a corrente seja amplificada e o LED acenda quando o circuito se aproxima de uma fonte de energia elétrica.

Isso basicamente funciona com três transistores. Eu montei o circuito para montar para você como isso funciona. Os transistores tem que ser do tipo NPN, então você pode usar ai o BC337, estes transistores são muito baratos, devem custar mais ou menos R$ 0,50 cada um, e eu estou usando aqui componentes que eu retirei de outras placas, coisas de sucata que eu já tinha. Eu não gastei nenhum centavo para fazer isso na minha casa.

O mais importante disso é você identificar os terminais de cada componente. No BC337 ou BC547 nós temos que o primeiro terminal, da esquerda para direita, é o Coletor, este é o nome deste terminal, Coletor. O segundo terminal é a Base, e o terceiro é Emissor. Estes são nomes técnicos que são dá área de eletrônica, você não precisa de aprofundar nisso, é mais para você entender como vai ser a ligação.

No terminal de base do primeiro transistor, que é o terminal do meio, ele vai servir como Antena, vai ficar solto por enquanto, até que eu monte os outros terminais. Eu pego o terminal Emissor, que é o terminal da direita, e ligo na base de outro transistor, e interligo os dois coletores. No segundo transistor eu ligo o terminal emissor ao terminal da base, ou seja, eu vou ter como se fosse uma escada de transistores, um ligado no outro. Já o terminal Coletor deste último transistor vai ser ligado no negativo do LED.

A parte negativa do LED é aquela que é maior. Quando você olha um LED contra luz, você verá que ele tem duas partes internas, uma maior e uma menor. O Negativo é aquela parte menor. Basta você seguir o terminal até o final que você vai ver ai que é o negativo. Se você ligar ao contrário ele não irá funcionar. Então eu liguei os dois coletores dos outros transistores no positivo do LED. O positivo do LED foi para um conjunto de pilhas, de duas pilhas, totalizando 3 volts, e o emissor que ficou solto, vai para o negativo destas duas pilhas.

Agora vem a chave especial, que é a antena. Lembra a Base do primeiro transistor que eu não liguei nada? Ela vai funcionar como uma espécie de antena, mas o nome não deveria ser este. Daqui há pouco eu vou explicar o porquê.

Esta antena tem que ter um pouco de área, então por isso que você vê nos vídeos ai que as vezes eles fazem um caracol, que eles fazem uma estrutura quadrada como se fosse um labirinto, e é isso que nós vamos fazer. Eu fui dobrando um pedaço de arame grosso que eu tinha aqui e soldei ele, para que ele ficasse com uma aparência como você vê nos vídeos aí.

Os transistores estão ligados de forma de cascata, e esta forma é a chamada de Darlington. Estes estão ligados na configuração Darlington. E não sei se você sabe mas o transistor é um dos principais elementos de amplificação que existem, então ele, capta uma certa quantidade de energia e amplifica esta quantidade de energia. Esta é uma função básica do transistor, ele pode atuar como chave também, mas neste caso aqui ele está sendo usado como um amplificador, então a cada etapa, nós temos 3 transistores, ele vai aumentando mais o sinal.

Digamos que na primeira etapa, que no primeiro transistor, ele aumente o sinal em 10 vezes, na segunda ele aumente para 100 vezes, na segunda ele aumente para 1000 vezes, então aquela pequena quantidade de energia é amplificada esta quantidade toda de vezes. Um dos problemas de se usar esta configuração é que ela é muito instável. Como os ganhos de amplificação são multiplicados, se houver qualquer variação entre um componente e outro, você não sabe qual vai ser a amplificação final, e em uma indústria é o que menos se quer, por isso que é um circuito doméstico que estamos fazendo aqui.

Quando nós pegamos este circuito e chegamos perto de um fio, nós notamos que o LED se acende, se você pegar este fio e colocar do lado de um carregador de celular, você verá que o LED se acende já que há uma quantidade de energia ali. Mas porque isso acontece? Isso é mágica?

Antes disso, eu peço para que você em hipótese alguma, encoste este circuito em algo desencapado, um fio desencapado. Você pode apenas aproximar, com supervisão de um adulto se você não for adulto ainda, em um fio que esteja encapado, e se possível use luvas para você fazer isso. Ok? você estará se aproximando, de um Fio que tem energia, poderá dar choque. Então você coloque apenas próximo de fios que estão encapados OK? Nunca se aproxime deste circuito de fios desencapados ou objetos metálicos. Sempre plástico.

Eu não sei se você conhece, mas um componente eletrônico muito famoso também é o capacitor, ele tem duas partes, e no meio destas duas partes metálicas, existe um material que faz a isolação. Neste caso aqui é como se o fio fosse um lado do capacitor e o seu circuito, a sua antena, fosse o outro lado do capacitor.

Quando você se aproxima demais, é como se o isolante do capacitor fosse este plástico do meio, então uma pequena quantidade de energia consegue atravessar, uma pequena quantidade de corrente consegue passar pelo plástico, mas uma pequena quantidade mesmo! mesmo, mesmo!

Por isso que você precisa de três transistores para conseguir amplificar o suficiente para um LED acender, é muito mínimo. Isso acontece por conta de uma propriedade chamada reatância capacitiva, apesar do capacitor ter este isolante que pode ser um plástico, que pode ser polipropileno, pode ser cerâmica, pode ser até um isolante de papel, uma pequena quantidade de energia acaba passando por ele, isso quando ele está sob corrente alternada que é o caso da eletricidade que tem na tomada; se você fizesse isso com um equipamento à pilhas, provavelmente não iria acontecer nada. A reatância capacitiva acaba acontecendo em função da frequência.

Eu espero que você compartilhe muito este vídeo porque eu estou te explicando como isso funciona, e nestes outros vídeos não tem nada de explicação. Você tem que lembrar que lá na caixa de energia existe um fio neutro que geralmente está aterrado, então é como se o nosso corpo fosse o outro pedaço do capacitor. Nós acabamos também conduzindo um pouco de energia. Eu não sei se você já pegou em algum plug de guitarra ou um plug de algum amplificador e colocou o dedo assim.. e você escuta um barulho característico, um barulho que você nota que aquele amplificador também está captando um pouco de energia, um pouco de alguma tomada que tem em volta, alguma coisa assim. Este circuito acaba funcionando basicamente da mesma forma.

Para os profissionais, existe também esta caneta, que funciona da mesma forma que este medidor que nós montamos aqui hoje. Quando você coloca esta caneta do lado de algo que tem eletricidade, ela começa a fazer um barulho e acende uma lâmpada piscando indicando que há tensão ali naquele fio, naquela tomada enfim... E se você notar, nas mesmas condições que acendeu o circuito que nós fizemos, alguns minutos atrás, esta caneta profissional também acende. Então eu coloquei no fio do chuveiro, você está vendo que acendeu o circuitinho que nós fizemos, esta caneta também acendeu, e no carregador do celular também acendeu. Acendeu tanto no circuito que nós fizemos como esta caneta. É bem legal.

Logicamente aqui dentro desta caneta tem um circuito integrado que provê uma amplificação menos descontrolada. Então não é a mesma coisa. Se você abrir aqui você não irá ver este circuito que dentro, porém o principio de funcionamento é exatamente o mesmo. Aqui dentro você vai ter um circuito integrado que foi desenvolvido para que esta diferença de amplificação não ocorresse, então com certeza, todos vão funcionar da mesma forma.

Imaginou se uma caneta fosse mais sensível que a outra? Não iria dar muito certo para uma indústria. Neste circuito que nós montamos, pode acontecer isso, a depender do como os transistores forem feitos, do lote de fabricação deles, da temperatura ambiente, pode ser que o circuito seja mais sensível ou menos sensível. Já, para circuitos profissionais, como esta caneta aqui, são tomados todos os cuidados com o circuito eletrônico, para que todos saiam de fábrica com a mesma sensibilidade. Está ai uma boa diferença para você entender como funciona tudo isso. Viu só como é fácil montar este circuito? Espero que você tem gostado que tenha sido proveitoso para você.

Então é isso! Eu espero que você tenha gostado deste vídeo, se ficou qualquer dúvida, deixe aqui nos comentários que eu respondo para você. Se não for inscrito, por favor se inscreva, vai ser uma honra contar com a sua audiência por aqui! Um abraço e até mais!

Descrição

Muitos vídeos no Youtube mostram este tipo de circuito mas pouco, ou até menos raros, mostram como ele funciona.. Qual o princípio de funcionando deste detector de fase, detector de tensão AC.

O circuito está utilizando a configuração Darlington com 3 transistores. A corrente da base do primeiro transistor é amplificada e entra na base do segundo transistor. O emissor do segundo transistor entra na base do terceiro. O LED é ligado no coletor do terceiro transistor.

A base do primeiro transistor serve com um dos lados de um capacitor; Através da reatância capacitiva, uma pequena quantidade de corrente entra na base do primeiro transistor e é amplificada (a antena serve como um dos lados do capacitor, e o isolante ou ar, serve como o dielétrico deste hipotético capacitor) pelos três transistores até possuir uma corrente suficiente para acender o LED.

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