Qual a diferença entre corrente alternada e corrente contínua?
A diferença é o sentido da tal corrente. Uma corrente elétrica nada mais é que um fluxo de elétrons (partículas que carregam energia) passando por um fio, algo como a água que circula dentro de uma mangueira. Se os elétrons se movimentam num único sentido, essa corrente é chamada de contínua. Se eles mudam de direção constantemente, estamos falando de uma corrente alternada. Na prática, a diferença entre elas está na capacidade de transmitir energia para locais distantes. A energia que usamos em casa é produzida por alguma usina e precisa percorrer centenas de quilômetros até chegar à tomada. Quando essa energia é transmitida por uma corrente alternada, ela não perde muita força no meio caminho. Já na contínua o desperdício é muito grande. Isso porque a corrente alternada pode, facilmente, ficar com uma voltagem muito mais alta que a contínua, e quanto maior é essa voltagem, mais longe a energia chega sem perder força no trajeto.
Se todos os sistemas de transmissão fossem em corrente contínua, seria preciso uma usina em cada bairro para abastecer as casas com eletricidade. O único problema da alta voltagem transportada pela corrente alternada é que ela poderia provocar choques fatais dentro das residências. "Por isso, a alta voltagem é transformada no final em tensões baixas. As mais comuns são as de 127 ou 220 volts", diz o físico Cláudio Furukawa, da USP. Portanto, a corrente que chega à tomada de sua casa continua sendo alternada, mas com uma voltagem bem mais baixa. Já a corrente contínua sai, por exemplo, de pilhas e baterias, pois a energia gerada por elas, usada nos próprios aparelhos que as carregam, não precisa ir longe. Também há muitos equipamentos eletrônicos que só funcionam com corrente contínua, possuindo transformadores internos, que adaptam a corrente alternada que chega pela tomada.
ENERGIA E TENSÃO ELÉTRICA Energia: capacidade de um sistema de realizar trabalho.
Tensão elétrica: diferença de potencial entre dois pontos.
Unidade: volt, símbolo V.
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
Se há um componente que é absolutamente vital para a operação de um computador, este componente é a fonte de alimentação. Sem ela, o computador é apenas uma caixa inerte. Ela converte corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) necessária para o funcionamento do microcomputador. Neste artigo, iremos discutir como fontes de alimentação de PCs funcionam, seus principais conectores e o que a classificação de potência em watts significa.
Em um PC, a fonte de alimentação é uma caixa metálica normalmente encontrada em um canto do gabinete. A fonte de alimentação é visível na parte de trás de muitos microcomputadores porque ela contém os encaiches para os cabos de alimentação e um ventiladorzinho de refrigeração conhecido por fan.
Esta é uma fonte de alimentação removida do gabinete. A chave pequena vermelha serve para selecionar a tensão 110/220V, o plug de 3 pinos serve para ligar o cabo que vai na tomada e o orifício maior é ocupado pelo fan.
O interior de uma fonte de alimentação.
Fontes de alimentação, também conhecidas como "fontes de alimentação chaveadas", usam uma tecnologia de chaveamento para converter tensão alternada em tensão contínua. As tensões de saída típicas fornecidas são:
• 3,3 volts
• 5 volts
• 12 volts
Tensões de 3,3 e 5 volts são tipicamente usadas pelos circuitos digitais, enquanto 12 volts é usado para funcionar motores de drives de disco e ventiladores. A principal especificação de uma fonte de alimentação é sua potência em watts. Um watt é o produto da tensão em volts pela corrente em amperes.
Atualmente você liga o PC por meio de um pequeno botão, e você desliga a máquina pelo menu de opção do sistema operacional. Estas características foram adicionadas ao padrão das fontes de alimentação já faz alguns anos. O sistema operacional envia um sinal para a fonte de alimentação que diz para ela desligar. A fonte de alimentação também tem um circuito que fornece 5 volts, chamado VSB para "tensão de espera" inclusive enquanto ela está
"desligada", de forma que o botão a ligará ao ser pressionado e enviar o sinal.
Padronização das fontes de alimentação
Com o passar do tempo, houve pelomenos seis diferentes padrões de fonte de alimentação para computadores pessoais. Recentemente, a indústria concordou em usar o padrão baseado nas fonte de alimentação ATX. Esta por sua vez é uma especificação de indústria que significa que a fonte de alimentação tem as características físicas para ajustar em um encapsulamento ATX padrão e as características elétricas para trabalhar com uma placa mãe ATX.
Os cabos de fontes de alimentação de PCs usam conectores que tornam difícil a ligação errada da fonte ao componente. Os fabricantes de fan também freqüentemente usam os mesmos conectores que os usados nos cabos de drives de disco, permitindo que um fan obtenha os 12 volts facilmente. Fios de cores codificadas e conectores de padrão industrial tornam possível que o consumidor tenha muitas escolhas para a substituição da fonte de alimentação.
Conector principal de alimentação da placa mãe
O conector principal que liga a placa mãe à fonte ATX é o Molex 39-29-9202 (ou equivalente) de 20 pinos, conector estilo ATX (veja figura abaixo).
Primeiramente usado na fonte de alimentação ATX, também é usado na forma SFX ou qualquer outra variação baseada na ATX. As cores para os fios listados na tabela abaixo são as recomendadas pelo padrão ATX; porém, elas não são requeridas para complacência à especificação, assim elas podem variar de fabricante para fabricante.
Padrão de cores dos fios do conector principal de alimentação
Pino Cor Tensão Pino Cor Tensão 1 Laranja +3,3V 11 Laranja +3,3V 2 Laranja +3,3V 12 Azul -12V
3 Preto GND 13 Preto GND
4 Vermelho +5V 14 Verde PS_On
5 Preto GND 15 Preto GND
6 Vermelho +5V 16 Preto GND
7 Preto GND 17 Preto GND
8 Cinza Power_Good 18 Branco -5V 9 Roxo
+5VSB (Espera)
19 Vermelho +5V 10 Amarelo +12V 20 Vermelho +5V
Conector de alimentação auxiliar
Com o avanço da tecnologia das placas mães e processadores, a necessidade de potência ficou maior. Em particular, foram projetados chipsets e DIMMs para funcionar em 3.3v, aumentando a demanda de corrente naquela tensão. Além disso, a maioria das placas incluem reguladores de tensão na CPU para converter +5v nos níveis de tensão sem igual requeridos pelos processadores que a placa suporta. Eventualmente, as altas
demandas de corrente nas saídas de +3.3v e +5v estavam provando ser muito para o número e medida dos fios usadas. Conectores derretidos estavam se tornando mais e mais comuns com o aquecimento excessivo dos fios.
Finalmente, a Intel modificou a especificação de ATX para somar um segundo conector de alimentação para as placas mães de padrão ATX. O critério era que se a placa mãe precisasse mais que 18A de +3.3v de potência, ou mais que 24A de +5v de potência, um conector auxiliar seria definido para levar a carga adicional. Estes níveis mais altos de potência normalmente são necessários em sistemas que usam de 250 watt a 300 watt ou mais.
Conector ATX12V
A alimentação do processador vem de um dispositivo chamado módulo regulador de tensão (Voltage Reguler Module - VRM) que é construído na maioria das placas mães modernas. Este dispositivo sente as tensões requeridas pela CPU (normalmente por pinos do processador) e se calibra para prover a tensão para funcionar a CPU. O desenho de um VRM permite que a tensão de entrada seja de 5v ou 12v. A maioria usou 5v durante anos, mas muitos estão convertendo agora para 12v por causa das mais baixas exigências de corrente àquela tensão. Além disso, os 5v já poderiam ser carregados através de outros dispositivos, considerando que, tipicamente, só motores usam os 12v. Se o VRM em sua placa usa 5v ou 12v depende da placa mãe particular ou do desenho do regulador. Muitos reguladores de tensão modernos são circuitos integrados projetados para funcionar com entrada entre 4v e 36v, assim cabe ao desenhista da placa mãe planejar como eles serão configurados.
Embora a maioria dos projetos de VRM de placas mães desde o Pentium III ao Athlon/Duron usem reguladores de 5 volts, há uma transição para usar reguladores de 12v. Isto ocorre porque a tensão mais alta reduzirá a corrente significativamente. Como um exemplo, usando a mesma CPU AMD Athlon 65W 1GHz, você obtém menos corrente com os vários níveis de tensão mostradas na tabela abaixo.
Potência Tensão Corrente Corrente a 75% de eficiência do regulador
65W 1,8V 36,1A -
65W 3,3V 19,7A 26,3A
65W 5,0V 13,0A 17,3A
65W 12,0V 5,4A 7,2A
Como você pode ver, usando 12v para alimentar o chip resulta em apenas 5.4A de corrente, ou 7.2A assumindo 75% de eficiência por parte do regulador.
Assim, modificar o circuito VRM da placa mãe para usar os +12v de alimentação parecia simples. Infelizmente, o desenho padrão ATX 2.03 de fonte de alimentação tem apenas uma única saída de +12v no conector de alimentação principal. O conector auxiliar não tem nenhuma saída de +12v, de forma que não há nenhuma ajuda para a modificação. Saindo acima de 8A de um único fio de 18ga. que provê +12v de alimentação à placa mãe é uma receita para um conector derretido.
Para aumentar a alimentação em +12v na placa mãe, a Intel criou uma nova especificação ATX12V. Ela soma um terceiro conector de alimentação, chamado de conector ATX12V, especificamente para prover +12v à placa mãe. Este conector é mostrado na figura abaixo.
Padrão de cores dos fios do ATX12V
Pino Cor Tensão Pino Cor Tensão 1 Preto GND 3 Amarelo +12V 2 Preto GND 4 Amarelo +12V
Se você está substituindo sua placa mãe por uma nova que requer a conexão ATX12V para o regulador de tensão da CPU, e sua fonte de alimentação não tem aquele conector, uma solução fácil está disponível. Somente converta um dos conectores de alimentação periféricos a um tipo ATX12V. Existe um adaptador que pode transformar qualquer fonte de alimentação ATX padrão em uma com um conector ATX12V. A questão não é se a fonte de alimentaão pode gerar os 12v necessários — que sempre estiveram disponíveis pelos conectores periféricos. O adaptador ATX12V mostrado na figura abaixo resolve o problema de conector muito bem.
Conector Opcional ATX
A especificação ATX também define um conector de seis pinos opcional. Este conector tem duas filas de três pínos cada para prover os sinais e tensões. O computador pode usar estes sinais para monitorar e controlar o cooling fan, pode monitorar os +3.3v fornecidos à placa mãe, e pode prover alimentação e terra a dispositivos IEEE 1394 (FireWire).
Este conector passou por várias revisões em sua pinagem desde sua primeira publicação, e ainda não existem muitas placas mães ou fontes de alimentação que realmente possuam este conector. Na realidade, o guia de desenho mais recente ATX/ATX12V de fonte de alimentação publicado pela Intel, "Detalhes do 2x3 'Conector de Alimentação Opcional' mencionado na Especificação ATX 2.03 é omitido deste guia de desenho até que o conector esteja melhor definido."
