Fonte de alta tensão CA/CC simultânea

Manual de operação

Atenção ! Risco de Vida!

Este equipamento gera tensões e

correntes que podem ser letais! Leia este

manual até o fim, e somente tente utilizar

o equipamento após estar seguro de

haver entendido como utilizá-lo de

maneira segura.

Apresentação

A fonte de alimentação CA/CC simultânea é um equipamento capaz de gerar

simultaneamente tensão contínua de 0 a +16 kV com corrente de saída de até 10 mA,

bem como tensão alternada de até 20 kV pico a pico. Dispõe de ajuste individual de

tensão e a freqüência da tensão alternada pode ser variada de 30 Hz a 1 kHz

continuamente. A fonte alternada é implementada em um transformador com ambos

os terminais flutuantes em relação à terra, de tal maneira que pode-se ligar as duas

fontes em série. Isto permite obter tensões somadas, ou seja, uma tensão alternada

sobreposta a uma tensão contínua.

Diagrama de blocos da fonte CC/CA

Como pode ser visto no diagrama de blocos acima, a fonte CC pode ser conectada em

série com a fonte CA. Mas ambas as fontes podem também ser operadas

separadamente. Também pode-se manter o transformador desconectado, e utilizar

apenas a fonte CC (maleta).

Operação

A fonte de alimentação deve ser ligada à rede elétrica de 220 V CA, 60 Hz. A corrente

máxima de consumo é de 2 A.

Existem dois instrumentos de medição no painel frontal. O da esquerda mede tensão e

corrente contínua, e o da direita mede tensão alternada. A posição da chave seletora

de cada instrumento deve ser a seguinte:

Fonte de tensão contínua (CC)

Multímetro da esquerda: Com a chave seletora de medição CC na posição “Vcc” a

chave de escala do multímetro pode ser posicionada em 2, 20 ou 200 CC, e o valor

indicado será em kV CC. Com a chave seletora de medição na posição “Icc” a chave de

escala do multímetro deve ser posicionada em 2 ou 20 VCC e o valor indicado será em

mA.

O ajuste da tensão contínua gerada é feito no knob cinza à esquerda do multímetro de

tensão CC conforme figura abaixo, e o valor lido é em kV (no caso da figura abaixo a

fonte está gerando 1,2 kV CC. Note que a chave que aparece à sua direita está na

posição Vcc.

Fonte CA

A fonte CA demanda a conexão de um módulo transformador externo. Para gerar as

tensões CA é necessário conectar este módulo externo à maleta da fonte CC e do

controle. Instruções de como proceder são dadas a seguir.

Nota importante: devido ao fato de a fonte CA empregar um

transformador flutuante em relação à terra, quando a mesma é ligada ao

transformador as leituras dos multímetros deixam de ocorrer. A causa

disto é o forte campo elétrico que é gerado internamente e

externamente. Deve-se portanto ajustar primeiro a tensão gerada com a

fonte CC, depois ajustar a tensão e freqüência gerada na fonte CA,

desligar a fonte, esperar cerca de 20 segundos até que todos os

capacitores internos se descarreguem e então conectar o transformador

externo. A chave de alimentação então é ligada, e a fonte estará gerando

a tensão selecionada.

Multimetro da direita : A chave seletora deve ficar sempre na posição 200 V CA e o

valor lido será em kV. Como a forma de onda de saída é quadrada, o valor indicado é

RMS ou de pico, pois ambos são iguais neste caso (onda quadrada).

posição da chave para medida de tensão CA

A fonte CA é ligada girando o botão “VCA” para a direita. O valor da tensão de saída

pode ser ajustado entre 0 e pouco mais que 10 kV RMS ou de pico, ou 20 kV pico a

pico. A foto abaixo ilustra o ajuste da fonte CA.

Ajustando a tensão CA

A freqüência de saída da fonte CA é ajustada no botão “f”, conforme figura abaixo. O

valor da freqüência de saída pode ser variado de cerca de 30 Hz até pouco mais de 1

kHz.

Ajustando a freqüência CA

Após ajustar a tensão e a freqüência de saída, desligamos a fonte na chave geral e

esperamos pelo menos 20 segundos até que os capacitores da fonte CC estejam

totalmente descarregados. Conectamos então o transformador de saída conforme as

fotos abaixo.

Ligando os terminais do primário do transformador CA

Ligando o secundário do transformador externo da fonte CA em série com a fonte CC

Liga-se a fonte na chave “on-off”

A fonte estará agora gerando a tensão CA e CC anteriormente programadas, apesar de

os multímetros não estarem eventualmente indicando adequadamente os valores (por

causa do campo elétrico).

Uma medição da tensão gerada usando um osciloscópio e uma ponteira de alta tensão

pode ser efetuada para evidenciar a operação adequada da fonte. Recomendo um

osciloscópio Tektronix modelo TDS-2002 e uma ponteira P6015A para esta finalidade.

Abaixo algumas fotos tomadas em diferentes ajustes da fonte.

Oscilograma da fonte gerando CA (10 kVpp, 50 Hz) + CC (10 kV). A escala é de 5

kV/divisão

Oscilograma da fonte gerando CA (6 kVpp, 200 Hz) + CC (15 kV). A escala é de 5

kV/divisão

Observações finais

1) A corrente de saída da fonte CC pode ser muito elevada se a

mesma for posta em curto circuito, devido à elevada energia

acumulada nos seus capacitores de saída. Além de danificar a

fonte o pico de corrente pode passar de 20 ampéres, o que

certamente será letal a um operador descuidado. Muito cuidado!

Ela possui resistores internos de descarga dos capacitores, mas são

necessários cerca de 20 segundos até que a carga dos capacitores

caia a valores seguros. Cuidado!

2) Ambos os fios amarelos (cabos de alta tensão) estarão sob elevado

potencial quando as fontes forem ligadas em série. Cuidado!