Quando estabelecemos uma tensão em um circuito de carga, a corrente circulante depende tanto do valor desta tensão quanto da resistência que o circuito de carga apresenta.
No entanto, os circuitos de carga podem ter sua resistência variada em função das suas condições de funcionamento como, por exemplo, os motores nas diversas condições de carga e as fontes de alimentação, que por sua vez, não conseguem manter constante sua tensão, pois possuem uma resistância interna.

Na figura 1 temos um circuito típico de uma fonte de alimentação de tensão V e com uma resistência interna R que alimenta uma carga de resistência R1.

É fácil perceber que a tensão que vai aparecer na carga não será +V, mas irá depender tanto de R quanto da própria corrente drenada pela carga.

Quanto maior for a corrente na carga, menor será a tensão V que aparecerá sobre ela e maior a potência que R deverá dissipar.

Nas aplicações práticas este efeito pode ser muito importante, devendo, portanto, ser compensado de alguma forma. Um motor elétrico, por exemplo, drena uma corrente que depende da forma como ele está carregado. Isso significa que a tensão sobre ele pode variar, e nas condições de maior carga ela poderá cair a valores tão baixos que ele poderá paralisar.

Uma forma de compensar estes problemas é usar algum tipo de circuito que mantenha constante a corrente em um motor independentemente das suas condições de funcionamento, ou seja, da sua carga.

Este tipo de circuito também pode ser útil para manter constante a corrente num solenoide, em função de sua força, numa SMA (Shape Memory Alloy), em um painel de LEDs ou outros tipo de dispositivo.

Vejamos como podemos fazer isso usando recursos eletrônicos.

Fonte de Corrente Constante

Uma maneira de se obter uma corrente constante numa carga é ligando em série um elemento que possa ter sua resistência variada de modo a deixar passar mais ou menos corrente em função das necessidades desta carga.

Este elemento forma com a carga um divisor de tensão que mantém constante a soma da sua resistência (que varia) com a resistência da carga (que também varia).

Uma configuração com um transistor é mostrada na figura 2. Nesta configuração, o diodo zener fixa justamente com o ajuste de P1 e R1 a intensidade da corrente que deve ser mantida no circuito de carga.

Quando a resistência da carga varia, a tensão sobre o transistor se altera e isso é compensado pela ação do zener de modo a manter a intensidade constante.

A intensidade da corrente na carga é dada pela tensão do zener mais 0,7 V (tensão da junção emissor/base do transistor) dividida pela resistência apresentada por R1 e P1.

Para o transistor indicado podemos controlar correntes de até uns 1,5 A numa carga, usando este circuito. Evidentemente, a tensão de entrada deve ser pelo menos o valor da tensão zener, maior que a tensão que deve ser aplicada normalmente na carga.

Configuração com Circuito Integrado
Os reguladores de tensão fixos e ajustáveis de 3 terminais são originalmente projetados para funcionarem como fontes de tensão constante e não como fontes de corrente. De fato, todos possuem como especificações básicas a faixa de tensões que fornecem em suas saídas. Entretanto, podemos também usar estes reguladores como reguladores de corrente aproveitando a referência interna que possuem, normalmente um diodo zener.

Assim, na figura 3 temos um circuito básico de regulador de corrente ou fonte de corrente constante usando um circuito integrado regulador de tensão de 3 terminais.

Este circuito pode manter uma corrente constante sobre uma carga numa intensidade que será dada por:

Por exemplo, para um 7805 que é visto nessa figura, a resistência R para manter a corrente num valor I será dado por:

Para I = 0,5 A (500 mA) teremos:

Veja que a tensão de entrada deverá ser pelo menos 7 V, maior que a tensão que normalmente vai se desejar na carga, nas condições de corrente constante. Isso ocorre porque precisamos dos 5 V do zener e pelo menos mais 2 V para os circuitos do regulador.
Para termos uma possibilidade melhor de manter a corrente constan- te teremos de usar um CI que tenha uma referência de tensão interna mais baixa.

Uma alternativa interessante para os projetos é usar o LM150/250/350 de até 3 ampères (figura 4).

Na figura 5 temos o circuito de aplicação para este regulador variável de tensão que possui um diodo zener de 1,2 V interno.

Para este circuito integrado, a resistência R em função da corrente desejada na carga será dada por:

Para 2 ampères, por exemplo, teremos:

Observe que as correntes neste tipo de circuito são intensas e que isso exige resistores de fio de boa dissipação. Assim, para o caso de 0,6 ohms, a potência dissipada será dada por:

Um resistor de fio de pelo menos 5 W de dissipação será o recomendado e, além disso, o circuito inte- grado deverá ser dotado de um bom radiador de calor.

Versões de menor corrente, como por exemplo o LM317, que tem uma corrente de apenas 200 mA, podem ser usadas para fontes de referência menores, mas sempre usando a mesma configuração e o mesmo procedimento de cálculo.

Para o caso de desejarmos ajustar a corrente na carga podemos usar o circuito da figura 6 em que temos um trimpot ou potenciômetro de fio para o ajuste da corrente na carga.

Outra possibilidade interessante de regulagem de corrente consiste no uso de reaguladores negativos de corrente como o 7905, ou o LM120 ou LM320 de 1,5 ampères (comple- mentar do LM317).

Na figura 7 exibimos o circuito para a utilização de um regulador negativo de corrente, onde R é calculado exatamente como nos outros casos.

Amplificador Operacional
Amplificadores operacionais também podem ser usados em fontes de corrente constante. Na figura 8 um exemplo de aplicação em que a corrente na carga será dada por:

A tensão de referência pode vir de um diodo zener e D1 pode ser qualquer diodo de uso geral.

Conclusão

As fontes de corrente constante são tão importantes como as fontes de tensão.

Todo profissional de Eletrônica deve entender seu funcionamento para que possa não só fazer seus ajustes ou reparações, mas também projetar uma em caso de necessidade.

Os elementos que vimos neste artigo servem de base para que o profissional passe a dominar mais este importante assunto da eletrônica.