No contexto dos CLPs, quais as particularidades e diferenças das saídas discretas do tipo Relé, Triac e Transistor. Além de descrever seus circuito internos, discorrer sobre suas diferentes aplicações?
Passo 1
O enunciado pede para compararmos três tipos de saída discreta em CLPs — relé, triac e transistor — vendo como cada uma é construída por dentro e para que tipo de aplicação cada uma é mais indicada. Vamos abordar primeiro o relé, depois o triac, depois o transistor e, por fim, discutir quando usar cada uma.
Passo 2
A saída por relé usa um componente eletromecânico. Internamente há uma bobina que, quando energizada, cria um campo magnético e atrai uma lâmina metálica que faz ou desfaz o contato.
• Particularidades: isola eletricamente a carga do circuito de controle, suporta tensões e correntes relativamente altas (tanto AC quanto DC) e não gera dissipação constante enquanto a bobina não está acionada.
• Limitações: comutação lenta (10 ms a algumas dezenas de ms), vida mecânica limitada (milhões de ciclos), ruído e desgaste de contato por arco elétrico.
• Particularidades: isola eletricamente a carga do circuito de controle, suporta tensões e correntes relativamente altas (tanto AC quanto DC) e não gera dissipação constante enquanto a bobina não está acionada.
• Limitações: comutação lenta (10 ms a algumas dezenas de ms), vida mecânica limitada (milhões de ciclos), ruído e desgaste de contato por arco elétrico.
Passo 3
A saída por triac é toda eletrônica e só funciona em cargas AC. Internamente há um opto-triac (fototriac) que aciona um triac principal; o circuito costuma incluir um circuito de disparo em zero-crossing para reduzir interferência.
• Particularidades: comuta AC em ambas as metades de onda, não tem partes móveis, comutação relativamente rápida (alguns ms) e sem arco mecânico.
• Limitações: não comuta DC, gera dissipação de calor em cargas indutivas, requer dissipador em cargas elevadas e pode introduzir distorção harmônica na rede.
• Particularidades: comuta AC em ambas as metades de onda, não tem partes móveis, comutação relativamente rápida (alguns ms) e sem arco mecânico.
• Limitações: não comuta DC, gera dissipação de calor em cargas indutivas, requer dissipador em cargas elevadas e pode introduzir distorção harmônica na rede.
Passo 4
A saída por transistor (BJT ou mais comumente MOSFET) é também toda eletrônica e trabalha em DC. Internamente há um transistor de potência, um circuito de driver que o liga ou desliga e às vezes um circuito de proteção contra sobrecorrente.
• Particularidades: comutação muito rápida (μs a centenas de μs), alta vida útil, sem partes mecânicas, baixo consumo no estado ligado (especialmente MOSFET), suporta frequências de comutação elevadas.
• Limitações: não comuta AC sem circuito adicional, tensão máxima limitada (normalmente até 60 V a alguns centenas de volts), precisa de proteção contra curto-circuito.
• Particularidades: comutação muito rápida (μs a centenas de μs), alta vida útil, sem partes mecânicas, baixo consumo no estado ligado (especialmente MOSFET), suporta frequências de comutação elevadas.
• Limitações: não comuta AC sem circuito adicional, tensão máxima limitada (normalmente até 60 V a alguns centenas de volts), precisa de proteção contra curto-circuito.
Passo 5
Comparando e aplicando:
- Use relé quando precisar de grande isolação, cargas mistas AC/DC de alta potência e não se importar com velocidade ou ruído mecânico.
- Use triac para controlar diretamente cargas AC (lâmpadas, motores universais, aquecedores), quando não for necessário ligar e desligar em DC e for aceitável a comutação em zero-crossing.
- Use transistor para cargas DC (solenoides, ventoinhas, válvulas solenóides, pequenos motores CC) que exijam rapidez de resposta, vida longa e integração fácil a circuitos de alta frequência.
Resposta
- Saída relé: eletromecânica, isola galvanicamente, suporta AC/DC de alta potência, lenta, vida mecânica finita.
- Saída triac: optoacoplada para AC, sem partes móveis, comutação em zero-cross, rápida, não comuta DC, gera calor e harmônicas.
- Saída transistor: transistor de potência com driver, alta velocidade, longa vida, baixo consumo, só DC, tensão limitada e precisa de proteções.