Quando um pisca-pisca antigo de árvore de Natal deixa de ser utilizado, normalmente pensamos em descartar todo o conjunto. Mas, antes disso, vale a pena olhar com atenção para os componentes que ainda podem ser aproveitados.
Entre eles estão as pequenas lâmpadas incandescentes.
Essas lâmpadas podem ser interessantes para experiências e pequenos projetos de eletrônica, principalmente porque permitem trabalhar com conceitos como tensão, corrente, resistência, associação em série e efeito térmico da corrente elétrica.
No vídeo deste artigo mostro como podemos reaproveitar essas pequenas lâmpadas em vez de simplesmente descartá-las.
Uma pequena lâmpada incandescente
Apesar do tamanho reduzido, o princípio de funcionamento é o mesmo de uma lâmpada incandescente convencional.
Dentro do pequeno bulbo existe um filamento.
Quando fazemos uma corrente elétrica atravessá-lo:
corrente elétrica → aquecimento do filamento → temperatura elevada → emissão de luz
O Departamento de Energia dos Estados Unidos utiliza justamente as lâmpadas natalinas incandescentes para explicar esse fenômeno: quanto maior a corrente através do filamento, maior seu aquecimento e brilho; corrente excessiva pode acabar rompendo o filamento.
Mas qual é a tensão dessas pequenas lâmpadas?
Aqui precisamos tomar cuidado.
Uma lâmpada retirada de um pisca-pisca que era ligado à rede elétrica não necessariamente é uma lâmpada de 127 V ou 220/230 V.
Nos conjuntos tradicionais, é comum encontrar várias pequenas lâmpadas ligadas em série. Assim, a tensão total é distribuída entre elas.
Imagine, apenas como exemplo, dez lâmpadas idênticas ligadas em série a uma fonte de 20 V:
20 V ÷ 10 lâmpadas = aproximadamente 2 V por lâmpada
O princípio é justamente esse.
Existem conjuntos com lâmpadas de aproximadamente 2,5 V, mas também existem outras tensões e configurações. Portanto, não devemos assumir a tensão nominal de uma lâmpada apenas olhando para ela.
Por isso não devemos ligar uma lâmpada retirada do conjunto diretamente à tomada
Esse é provavelmente o cuidado mais importante desta experiência.
Se uma pequena lâmpada foi projetada para funcionar com poucos volts dentro de uma associação em série, aplicar diretamente a tensão da rede pode destruí-la imediatamente e, mais importante, criar um sério risco de choque elétrico.
Para nossos experimentos, é muito mais interessante trabalhar com uma fonte de baixa tensão devidamente isolada da rede.
Assim conseguimos estudar a lâmpada com muito mais segurança.
Como descobrir aproximadamente a tensão de funcionamento?
Se não temos a especificação da lâmpada, podemos fazer uma investigação experimental cuidadosa.
Uma abordagem é utilizar:
fonte DC ajustável + resistor limitador de corrente + multímetro
Começamos com tensão baixa e observamos o comportamento do filamento.
tensão muito baixa → filamento praticamente apagado
aumentamos gradualmente → filamento começa a emitir luz
O resistor em série ajuda a limitar a corrente durante a experiência.
Não devemos simplesmente aumentar a tensão até a lâmpada ficar extremamente brilhante, porque isso pode reduzir drasticamente sua vida útil ou romper o filamento.
Se ainda tivermos o conjunto original e suas especificações, essas informações são preferíveis a tentar descobrir a tensão apenas experimentalmente.
A resistência do filamento não é constante
Aqui aparece uma característica muito interessante da lâmpada incandescente.
Se medirmos a resistência do filamento com a lâmpada desligada, encontramos determinado valor.
Quando a lâmpada acende, entretanto, o filamento fica extremamente quente e sua resistência aumenta.
Portanto:
filamento frio → resistência menor
filamento quente → resistência maior
Isso significa que uma lâmpada incandescente não se comporta como um resistor ôhmico ideal de valor constante.
É um ótimo componente para demonstrar experimentalmente que a resistência elétrica de determinados materiais depende da temperatura.
Podemos utilizá-la como indicador luminoso
Uma aplicação bastante óbvia é utilizar a pequena lâmpada como indicador em algum projeto.
Por exemplo:
circuito desligado → lâmpada apagada
circuito energizado → lâmpada acesa
Hoje provavelmente utilizaríamos um LED para essa função.
Mas isso torna a comparação ainda mais interessante.
Podemos colocar lado a lado:
lâmpada incandescente × LED
e observar que são tecnologias completamente diferentes.
Lâmpada incandescente e LED não funcionam da mesma maneira
O LED é um dispositivo semicondutor.
A lâmpada incandescente produz luz aquecendo um filamento.
Isso gera diferenças importantes.
Uma pequena lâmpada incandescente não apresenta a mesma exigência de polaridade de um LED quando utilizada dentro de seus limites apropriados.
Em DC:
invertemos os terminais da lâmpada → ela continua podendo acender
Em um LED convencional:
a polaridade importa.
Também existe diferença no consumo e na eficiência. O LED consegue produzir luz com muito menos energia desperdiçada como calor do que a tecnologia incandescente.
Podemos estudar circuitos em série
Outra experiência interessante é pegar várias dessas lâmpadas e ligá-las em série utilizando uma fonte de baixa tensão.
Por exemplo:
fonte (+) → lâmpada → lâmpada → lâmpada → fonte (−)
Em um circuito em série, a mesma corrente atravessa todos os componentes e a tensão total corresponde à soma das quedas de tensão.
Podemos então medir com o multímetro:
tensão da fonte
e depois:
tensão sobre cada lâmpada
Isso transforma componentes retirados de um pisca-pisca em uma experiência prática sobre associação em série.
E podemos comparar com uma ligação em paralelo
Também podemos estudar a diferença entre série e paralelo.
Em série:
a tensão é distribuída entre as lâmpadas
Em paralelo:
cada ramo fica submetido à tensão da fonte
Naturalmente, as lâmpadas precisam ser compatíveis com a tensão utilizada.
É exatamente essa diferença que explica por que não podemos retirar uma pequena lâmpada de uma série e simplesmente aplicar nela a tensão que alimentava o conjunto completo.
O que acontece quando uma lâmpada queima?
Nos conjuntos em série mais simples, se o filamento de uma lâmpada se romper, temos:
filamento rompido → circuito aberto → corrente interrompida → demais lâmpadas apagam
É aquela situação clássica em que uma pequena lâmpada defeituosa pode apagar uma seção inteira do pisca-pisca.
Algumas lâmpadas natalinas, entretanto, possuem mecanismos de shunt, permitindo que a corrente continue circulando mesmo quando determinado filamento falha.
Isso, por si só, já rende uma experiência interessante de desmontagem e investigação.
Podemos utilizar a lâmpada para observar variações de corrente
Existe ainda outra possibilidade didática.
Como o brilho depende da corrente e da temperatura do filamento, podemos utilizar a lâmpada como um indicador visual aproximado das alterações que fazemos no circuito.
Colocamos um resistor em série e alteramos seu valor:
maior resistência → menor corrente → menor brilho
menor resistência → maior corrente → maior brilho
É uma maneira extremamente visual de relacionar:
tensão + resistência + corrente + potência
Naturalmente, isso não substitui instrumentos de medição. O brilho serve apenas como observação qualitativa.
Sucata eletrônica também pode virar material de experimentação
Esse é o aspecto de que mais gosto nesse tipo de projeto.
Um pisca-pisca antigo pode fornecer:
pequenas lâmpadas
fios
soquetes
conectores
e outros componentes que podem ser utilizados em experiências.
Não significa que tudo deva ser reaproveitado indiscriminadamente. Componentes precisam ser avaliados antes do uso.
Mas desmontar equipamentos também nos ensina a olhar para um objeto de outra maneira.
Em vez de enxergar apenas:
“um pisca-pisca velho”
começamos a enxergar:
“um conjunto de componentes que posso estudar e experimentar”.
Veja como reutilizar as lâmpadas do pisca-pisca
No vídeo abaixo mostro algumas possibilidades de reaproveitamento das pequenas lâmpadas incandescentes retiradas de um pisca-pisca de árvore de Natal em projetos e experiências de eletrônica.
Uma experiência simples com muitos conceitos de eletrônica
Uma pequena lâmpada retirada de um pisca-pisca pode parecer um componente sem grande utilidade atualmente.
Mas, do ponto de vista experimental, ela permite explorar vários conceitos:
incandescência
corrente elétrica
resistência
temperatura
potência
circuitos em série
circuitos em paralelo
queda de tensão
e até a comparação entre lâmpadas incandescentes e LEDs.
É um bom exemplo de que aprender eletrônica não exige necessariamente componentes sofisticados. Às vezes, um objeto que iria para a sucata já contém tudo de que precisamos para uma boa experiência de bancada.