Reutilizando Lâmpadas Incandescentes de Pisca-Pisca de Natal em Projetos de Eletrônica

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.

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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.

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