1.5

Fontes de Alimentação e de Sinal

(i) de alimentação, como é o caso das baterias e dos geradores electromecânicos, cuja função principal é fornecer energia aos circuitos eléctricos nas formas d.c. ou a.c.;

(ii) e de sinal.

Figura 1.7 Fontes de tensão de alimentação e de sinal

As fontes de sinal existentes no mercado são em geral dotadas da capacidade de gerar um conjunto variado de formas de onda, em particular de tipo sinusoidal, triangular e rectangular. Estes instrumentos possibilitam também o controlo da amplitude, da frequência e da fase dos sinais gerados. Na Figura 1.7 ilustram-se algumas das fontes de tensão de alimentação e de sinal existentes.

A tensão eléctrica pode ser gerada a partir de três mecanismos básicos:

(i) reacção química, subjacente ao funcionamento das baterias;

(ii) acção conjunta de uma força mecânica e de um campo magnético, designadamente através da indução electromagnética, processo que é subjacente ao funcionamento dos geradores electromecânicos designados por dínamo (d.c.) e alternador (a.c.);

(iii) efeito fotoeléctrico, nomeadamente pela conversão de uma radiação electromagnética (fotões) em electrões livres, processo que se encontra na base do funcionamento das células foto-voltaicas vulgarmente designadas por células solares.

A forma e a amplitude de uma tensão eléctrica podem ser alteradas mediante a utilização de dispositivos e circuitos eléctricos e electrónicos adequados. Por exemplo, uma fonte de tensão de alimentação a.c. pode ser convertida numa fonte d.c pela intervenção de um circuito rectificador; a amplitude de uma tensão sinusoidal pode ser aumentada ou diminuída por intermédio de um transformador; a amplitude de uma fonte de tensão constante pode ser aumentada ou diminuída usando um conversor d.c.-d.c.; a frequência de oscilação de uma fonte de tensão sinusoidal pode ser alterada com um conversor a.c.-a.c.; etc. Apesar de constituírem apenas conversores da forma de onda da tensão ou corrente eléctrica, estes aparelhos são vulgarmente designados por fontes de alimentação. Por exemplo, nas aulas práticas de laboratório utilizar-se-ão fontes de tensão de alimentação constantes cuja energia provém da rede de distribuição eléctrica, e em cujo interior se encontra um circuito rectificador de tensão, constituído, entre outros, por um transformador, uma ponte rectificadora e um estabilizador.

Na Figura 1.8.a representa-se o símbolo de uma fonte de tensão de alimentação constante. Uma fonte de tensão fornece energia quando os electrões circulam (pelo exterior) do terminal negativo para o terminal positivo, isto é, quando a corrente flui do terminal positivo para o terminal negativo. A potência fornecida ao circuito é positiva quando a corrente abandona a fonte pelo terminal positivo (Figura 1.8.b), e negativa no caso contrário (Figura 1.8.c). Nas Figuras 1.8.d, 1.8.e e 1.8.f ilustram-se os símbolos utilizados na representação das fontes de sinal de tensão e de corrente, respectivamente. Os símbolos indicados em (f) são utilizados para representar a referência da tensão eléctrica.

Figura 1.8 Fonte de tensão de alimentação (a); a fonte fornece energia (b); a fonte acumula energia (c); fonte de tensão de sinal (d); fonte de corrente (e); símbolos alternativos da referência da tensão eléctrica (f)