Quando desmontamos um equipamento de áudio antigo, é muito comum encontrar componentes que ainda estão em boas condições mesmo que o aparelho como um todo já não tenha utilidade.
Entre esses componentes estão alto-falantes, transformadores, chaves, conectores, potenciômetros, dissipadores e gabinetes.
Neste projeto mostro uma possibilidade interessante: reutilizar o transformador de saída e o alto-falante de um equipamento antigo para montar outro amplificador, reduzindo o custo da construção.
Mas existe um detalhe importante: um transformador de saída de áudio não é simplesmente “um transformador qualquer”. Para reutilizá-lo corretamente, precisamos compreender qual era sua função no circuito original.
O que é um transformador de saída de áudio?
Em determinados amplificadores, o estágio de saída não aciona o alto-falante diretamente.
Existe um transformador entre os dois:
AMPLIFICADOR
↓
TRANSFORMADOR
DE SAÍDA
↓
ALTO-FALANTEUma de suas funções principais é realizar a adaptação de impedância entre o estágio amplificador e o alto-falante.
Isso foi particularmente comum em amplificadores valvulados e também apareceu em antigos estágios transistorizados. Em amplificadores transistorizados modernos, normalmente é possível acionar alto-falantes de baixa impedância diretamente, eliminando esse transformador.
Por que precisamos adaptar impedâncias?
Um alto-falante pode apresentar uma impedância nominal de:
4 Ω, 8 Ω ou 16 Ω, por exemplo.
Já o estágio de saída para o qual determinado transformador foi projetado pode precisar enxergar uma impedância muito maior.
É aí que o transformador entra.
Imagine um transformador projetado para fazer um alto-falante de 8 Ω aparecer para o amplificador como uma carga de alguns milhares de ohms.
Ele não transforma apenas tensão e corrente.
Ele também reflete a impedância conectada ao secundário para o primário.
A relação de espiras é fundamental
Se chamarmos a relação entre as espiras do primário e do secundário de:
a relação de impedâncias é:
Portanto:
É importante perceber o quadrado nessa relação.
Suponha uma relação de espiras de 20:1 e um alto-falante de 8 Ω:
O estágio amplificador enxergaria aproximadamente 3,2 kΩ, e não simplesmente os 8 Ω do alto-falante.
O transformador não cria potência
Esse também é um conceito importante.
Se o transformador reduz a tensão, a corrente disponível no outro enrolamento aumenta proporcionalmente, desconsiderando as perdas.
Podemos visualizar assim:
PRIMÁRIO
tensão maior
corrente menor
↓
TRANSFORMADOR
↓
SECUNDÁRIO
tensão menor
corrente maiorMas isso não significa que o transformador esteja criando energia.
Em um transformador ideal:
Na prática, naturalmente existem perdas.
Por que reaproveitar o transformador junto com o alto-falante?
Aqui aparece uma das vantagens da estratégia mostrada no projeto.
Se retirarmos de um equipamento antigo o transformador de saída e o alto-falante que originalmente trabalhavam juntos, já temos um par que foi projetado para funcionar em conjunto naquele equipamento.
Isso não significa automaticamente que esse conjunto será compatível com qualquer novo circuito amplificador.
Mas elimina uma das incógnitas: sabemos que aquele secundário do transformador foi utilizado com aquele alto-falante.
A pergunta passa a ser:
o primário do transformador é compatível com o novo estágio de saída que pretendo construir?
Esse é o ponto que precisa ser analisado.
O esquema do projeto ajuda a entender
Na imagem do projeto podemos visualizar exatamente essa ideia.
Temos o circuito original do amplificador, o transformador de saída, as chaves/conexões e o alto-falante:
CIRCUITO
ORIGINAL
│
↓
[CHAVE]
│
↓
PRIMÁRIO
┌─────────────┐
│ TRANSFORMADOR│
└─────────────┘
SECUNDÁRIO
↓
[CHAVE]
↓
ALTO-FALANTEA proposta é aproveitar partes que já temos e reorganizar as conexões para permitir sua utilização no novo projeto.
Isso pode reduzir significativamente a quantidade de componentes que precisam ser comprados.
Mas cuidado: resistência não é impedância
Ao pegar um transformador antigo, uma das primeiras coisas que podemos fazer é utilizar o multímetro para identificar os enrolamentos.
Entretanto, existe uma armadilha.
Se medirmos um alto-falante nominal de 8 Ω com o multímetro, provavelmente não encontraremos exatamente 8 Ω.
Isso ocorre porque o multímetro está medindo essencialmente a resistência DC da bobina.
A impedância do alto-falante é uma grandeza relacionada ao comportamento com sinal alternado e ainda varia com a frequência.
O mesmo cuidado vale para o transformador.
Medir a resistência dos enrolamentos ajuda a verificar continuidade e identificar fios, mas não fornece diretamente a impedância de transformação.
Como descobrir a relação de transformação?
Quando não temos documentação do transformador, uma técnica possível é aplicar uma pequena tensão AC conhecida em um enrolamento e medir a tensão que aparece no outro.
Por exemplo, suponha que aplicamos:
1 V AC
e encontramos:
20 V AC
no outro enrolamento.
A relação de transformação é aproximadamente:
A partir dela podemos estimar a relação de impedâncias:
Se o secundário estiver conectado a um alto-falante de 8 Ω:
Esse procedimento de medir a relação de tensões é utilizado justamente para estimar a relação de espiras de transformadores de saída desconhecidos.
Naturalmente, esse tipo de teste deve ser realizado com baixa tensão AC isolada, nunca aplicando tensão de rede diretamente em um transformador desconhecido.
O lado com fio mais grosso normalmente dá uma pista
Em muitos transformadores de saída, o enrolamento destinado ao alto-falante trabalha com:
menor tensão + maior corrente.
Por isso pode utilizar fio mais grosso e menos espiras.
Já o outro enrolamento pode apresentar:
mais espiras + fio mais fino.
Isso pode ajudar na identificação, mas eu não utilizaria apenas a aparência como critério.
O melhor é combinar:
inspeção + continuidade + resistência + relação de transformação.
A potência do transformador também importa
Não basta obter a impedância correta.
O transformador precisa suportar a potência que pretendemos transferir.
Um pequeno transformador retirado de um rádio de baixa potência não deve ser tratado automaticamente como transformador para um amplificador de dezenas ou centenas de watts.
O núcleo, a seção dos fios e o projeto magnético estabelecem limitações.
Se excedermos essas condições, podemos ter:
aquecimento, saturação, distorção e perda de potência.
O transformador também influencia a resposta em frequência
Um transformador real não se comporta de maneira ideal em todas as frequências.
Indutâncias, capacitâncias parasitas, resistência dos enrolamentos, núcleo e fluxo magnético influenciam seu comportamento.
Por isso um transformador projetado especificamente para áudio precisa trabalhar em uma faixa relativamente ampla de frequências.
Transformadores de saída podem apresentar limitações principalmente nos extremos da faixa de áudio, e projetos inadequados podem introduzir distorção e perdas.
É outra razão para não considerar qualquer transformador comum como substituto automático de um transformador de saída de áudio.
Transformador de alimentação e transformador de saída não são a mesma coisa
Fisicamente eles podem parecer semelhantes:
┌─────────┐
───────│ │──────
│ NÚCLEO │
───────│ │──────
└─────────┘Mas foram projetados para funções diferentes.
Um transformador de alimentação normalmente foi otimizado para trabalhar na frequência da rede, como 50 ou 60 Hz.
Um transformador de saída de áudio precisa transferir um sinal contendo uma faixa de frequências.
Portanto:
“é transformador” ≠ “serve como transformador de saída”.
E por que muitos amplificadores atuais não possuem transformador de saída?
Porque diferentes topologias de amplificação permitem que o estágio de potência acione diretamente cargas de baixa impedância.
Em muitos amplificadores transistorizados e integrados encontramos simplesmente:
AMPLIFICADOR
↓
4 Ω / 8 Ω
↓
ALTO-FALANTESem transformador de saída.
Foi justamente uma das grandes mudanças proporcionadas pelos amplificadores transistorizados: tornou-se possível projetar estágios cuja impedância de saída é adequada para acionar diretamente alto-falantes.
É o que encontramos, por exemplo, em muitos projetos utilizando circuitos integrados de potência.
As chaves permitem mudar as conexões
Na montagem mostrada no projeto também aparecem chaves e bornes.
Isso permite criar uma estrutura mais flexível para experimentar diferentes configurações sem precisar dessoldar componentes a cada alteração.
Em uma bancada isso é bastante útil.
Podemos deixar disponíveis:
entrada do transformador, saída, conexão do alto-falante e terminais para o circuito amplificador.
O importante é que as conexões sejam feitas de maneira clara para evitar ligar acidentalmente um enrolamento ou carga no ponto errado.
Reaproveitamento reduz custos e também ensina eletrônica
Existe um segundo benefício que considero ainda mais interessante.
Quando compramos todos os componentes novos e simplesmente seguimos um esquema, podemos montar o circuito sem necessariamente compreender profundamente cada peça.
Quando desmontamos um equipamento antigo e perguntamos:
“O que é isto?”
“Por que esse transformador estava aqui?”
“Por que o alto-falante estava ligado nesse enrolamento?”
“Posso usar isso em outro amplificador?”
somos obrigados a investigar o funcionamento do circuito.
E o reaproveitamento acaba se transformando em uma excelente ferramenta de aprendizagem.
Veja a montagem e o reaproveitamento dos componentes
No vídeo abaixo mostro como aproveitar transformador de saída e alto-falante para reduzir o custo da montagem de amplificadores.
A ideia não é afirmar que qualquer transformador retirado de um equipamento antigo funcionará em qualquer amplificador.
É justamente o contrário.
O interessante é aprender a identificar o que temos disponível e em quais condições podemos reutilizá-lo.
Antes de reaproveitar, precisamos conhecer o componente
Esse princípio vale para praticamente qualquer componente retirado de equipamentos antigos.
Antes de reutilizar, procure descobrir:
o que é → como funcionava → quais são suas especificações → quais são seus limites → se é compatível com o novo circuito.
No caso de um conjunto formado por transformador de saída e alto-falante, a relação entre os dois é particularmente importante.
Um alto-falante de baixa impedância conectado ao secundário faz com que outra impedância seja refletida para o primário.
É justamente essa transformação que permitia ao circuito original transferir potência adequadamente para o alto-falante.
Compreender isso transforma um componente aparentemente misterioso retirado de um equipamento velho em mais uma ferramenta para nossos projetos de eletrônica.