ABERTURA · SISTEMA ELÉTRICO DE AERONAVE

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Solução de problemas, instalação e geradores CC

Baterias de aeronave: inspeção, manutenção e diagnóstico · sistemas elétricos de corrente contínua

Aviation Maintenance Technician Handbook — Airframe (FAA-H-8083-31B, 2023), cap. 9 · IAC — Materiais Básicos: Eletricidade Básica, cap. 8

Prof. Fabriciu Alarcão Veiga Benini

Professor de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico · Área Aeronáutica
Engenheiro Eletricista · Mestre em Sistemas Dinâmicos · Doutor em Telecomunicações

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SÃO PAULO
Campus São Carlos · Técnico em Manutenção de Aeronáutica em Célula

A PEÇA · O QUE ELA FAZ

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O papel da bateria na aeronave

A bateria armazena energia elétrica.
Ela libera essa energia no momento em que o sistema elétrico precisa.
É o componente de reserva da aeronave.

Objetivos de aprendizagem

Ao final desta semana, você deve ser capaz de: (1) instalar e conectar baterias com segurança; (2) executar o procedimento de ventilação e inspeção; (3) diagnosticar problemas comuns em baterias de chumbo-ácido e NiCd; (4) explicar o funcionamento do gerador CC e do alternador.

Normas de referência

RBAC 91 — requisitos para operação aérea · FAA CFR Part 91 — requisitos de equipamentos · Manual do fabricante da bateria — procedimentos específicos de manutenção e carga.

A PEÇA · DOIS ELETRÓLITOS

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As duas famílias de bateria

Chumbo-ácida: placas de chumbo e eletrólito de ácido sulfúrico (H₂SO₄) — a convencional da aeronave.
NiCd: níquel-cádmio, com eletrólito de hidróxido de potássio (KOH).
Os dois eletrólitos são diferentes — e é isso que explica tudo o que vem depois.

VOCABULÁRIO · AS PEÇAS DO SERVIÇO

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As peças de instalação e ventilação

Conector de engate rápido (quick-disconnect): desconecta os cabos do sistema sem uso de ferramentas.
Grampo de fixação (hold-down): prende a bateria ao berço e impede que ela se desloque com a vibração.
Tomada de ar de arrefecimento (scoop): capta o ar que resfria a bateria durante o funcionamento.
Reservatório de drenagem (sump): recolhe o eletrólito e os resíduos que escorrem da bateria.
Tubo de feltro (respiro): deixa os gases escaparem e evita a entrada de sujeira no sistema.

O CENÁRIO · O MAPA DO TRABALHO

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As quatro perguntas da manutenção

O que se faz ao instalar e manter uma bateria?
Como se faz?
O que se inspeciona?
Quais são os problemas típicos e suas causas?

A NICD · DUAS VERSÕES

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A NiCd selada e a NiCd ventilada

As baterias NiCd seladas são semelhantes, em quase todos os aspectos, às ventiladas.
A diferença: a selada normalmente não requer a adição de água.

A NICD · O ERRO QUE CONDENA

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Descarregar até zero: o dano irreversível

Descarregar completamente a bateria (a zero volts) pode causar dano irreversível a uma ou mais células.
O resultado é a falha da bateria por baixa capacidade.

A CHUMBO-ÁCIDA · O ESTADO DE CARGA

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O densímetro na chumbo-ácida

Na chumbo-ácida, o estado de carga se avalia pela densidade do eletrólito.
A densidade cai na descarga e sobe na carga.
O instrumento é o densímetro (hidrômetro), que aspira o eletrólito.
A leitura é comparada com a faixa do fabricante para a temperatura ambiente.

A NICD · O QUE NÃO FUNCIONA

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NiCd: não se mede pela densidade

O estado de carga de uma NiCd não pode ser determinado medindo a densidade relativa do eletrólito.
A densidade relativa do eletrólito de KOH não muda com o estado de carga.
É a razão física de o densímetro não servir na NiCd.

A NICD · O MÉTODO CORRETO

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NiCd: como se mede o estado de carga

A única forma precisa é uma descarga medida com um carregador de bateria NiCd.
O método segue as instruções do fabricante.

A NICD · O LÍQUIDO E O REPOUSO

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O ajuste do nível do líquido

Após a bateria ter sido totalmente carregada e deixada em repouso por pelo menos 2 horas, o nível pode ser ajustado, se necessário.
Usa-se água destilada ou desmineralizada.
Como o nível varia com o estado de carga, a água nunca deve ser adicionada com a bateria instalada na aeronave.

A NICD · O EXCESSO DE ÁGUA

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Encher demais: as consequências

Encher demais a bateria resulta em derrame de eletrólito durante a carga.
O derrame causa corrosão nas ligações das células.
Causa também autodescarga e diluição da densidade do eletrólito.
Pode bloquear as válvulas das células e levar à ruptura eventual da célula.

A NICD · O CARREGADOR EXIGIDO

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O carregador de corrente constante

Carregadores de corrente constante são normalmente fornecidos para baterias NiCd.
O motivo: a tensão da célula NiCd tem coeficiente de temperatura negativo — ela cai quando a célula aquece.
Carregadores de corrente pulsada são às vezes fornecidos para baterias NiCd.

A NICD · O RISCO

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Por que não a tensão constante

Com uma fonte de carga de tensão constante, uma NiCd com uma célula em curto pode superaquecer por sobrecarga excessiva.
O superaquecimento pode levar a uma fuga térmica (fuça térmica).
Isso destrói a bateria e cria um possível risco de segurança para a aeronave.

A NICD · O CONTRASTE QUE FICA

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A lição do carregador

A NiCd não aceita carregamento por tensão constante: o carregador correto é o de corrente constante.
A chumbo-ácida, a mais comum, aceita tensão constante.
Por isso o carregador da aeronave serve para a chumbo-ácida, mas não para a NiCd.

DIAGNÓSTICO · A FERRAMENTA

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A tabela: a ferramenta do mecânico

A tabela de solução de problemas é a ferramenta do mecânico.
Ela tem três colunas: Problema · Provável causa · Ação corretiva.
As tabelas cobrem os problemas mais comuns de baterias de aeronave.
Como usar: identificar o sintoma, consultar a causa provável e executar a ação corretiva.

Problema	Provável causa	Ação corretiva
Não segura carga	Célula em curto	Substituir a célula
Não aciona	Conexão defeituosa	Verificar cabos e terminais
Falha total	Circuito aberto	Verificar conexões
Derrame excessivo	Nível muito alto	Ajustar nível
Água que some	Célula com vazamento	Substituir a célula

DIAGNÓSTICO · O MÉTODO

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Como ler a tabela em três passos

Passo 1: anotar o sintoma (a coluna “Problema”).
Passo 2: identificar a causa provável.
Passo 3: executar a ação corretiva.

DIAGNÓSTICO · O QUE ELA É E O QUE NÃO É

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A tabela organiza, não substitui

A tabela não substitui o julgamento: ela organiza a pesquisa.
A tabela não é uma classificação de causas.
Ela é uma lista de sintomas com as causas mais prováveis de cada um.

CHUMBO-ÁCIDA · A CAPACIDADE

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Perda aparente de capacidade

Sintoma: perda aparente de capacidade.
Causa provável: desequilíbrio entre as células (temperatura, eficiência de carga, autodescarga).
Muito comum ao recarregar em barramento de potencial constante, como nas aeronaves.
Ação corretiva: o recondicionamento alivia a condição.

CHUMBO-ÁCIDA · SEM ACIONAMENTO

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“Não consegue acionar”

Sintoma: a bateria não consegue acionar.
Causa: defeito na conexão do circuito do equipamento — fio rompido, relé inoperante ou tomada mal instalada.
Ação: verificar e corrigir o circuito externo (o defeito está fora da bateria).

CHUMBO-ÁCIDA · A FALHA TOTAL

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“Falha total de operação”

Sintoma: falha total de operação.
Causa: conector do terminal frouxo ou desengatado; conexões intercelulares deficientes; circuito aberto ou célula seca.
Ação: limpar e reapritar o hardware com os valores de torque adequados; substituir a célula defeituosa.

CHUMBO-ÁCIDA · O DERRAME

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Derrame excessivo de eletrólito

Causas: tensão de carga alta; temperatura alta durante a carga; nível do eletrólito muito alto.
Também: válvula de ventilação frouxa ou danificada; célula e vedação danificadas.
Ação: limpar a bateria, carregar e ajustar o nível; apertar ou substituir a válvula, carregar e ajustar o nível.

CHUMBO-ÁCIDA · A ESCALA DE TENSÃO

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O referencial de tensão da célula

Na chumbo-ácida, a tensão por célula é a referência de estado.
Tensão nominal: 2 V por célula; em repouso, cerca de 2,1 V por célula.
Fim de carga: cerca de 2,1 a 2,4 volts por célula (referência de oficina).
Corte de descarga: cerca de 1,75 volt por célula.
São referências de oficina — variam com a temperatura e o regime.

CHUMBO-ÁCIDA · O FIM DA CARGA

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A célula que não sobe no fim da carga

Sintoma: uma ou mais células não sobem ao valor de tensão que a tabela exige.
Esse valor é o critério daquela linha, não o universal da química.
Causa: eletrodo negativo não totalmente carregado; separador de celofane danificado.
Ação: descarregar e recarregar; se falhar de novo, substituir a célula.

CHUMBO-ÁCIDA · A DEFORMAÇÃO

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Distorção da célula e da tampa

Causa: sobrecarga, descarga em demasia ou célula superaquecida com curto interno; válvula de ventilação obstruída; bateria superaquecida.
Ação: descarregar e desmontar; substituir a célula defeituosa; recondicionar a bateria; substituir a válvula.
Ação adicional: verificar o regulador de voltagem e substituir caixa, tampa e demais partes defeituosas.

CHUMBO-ÁCIDA · A ÁGUA QUE SOME

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Adição frequente de água

Causa: célula fora de equilíbrio; anel “O” danificado; válvula de ventilação; célula com vazamento; tensão de carga muito alta.
Ação: recondicionar a bateria e substituir as partes danificadas.
Ação: descarregar e desmontar, substituir a célula defeituosa, recondicionar; ajustar o regulador de voltagem.

CHUMBO-ÁCIDA · O QUE O OLHO VÊ

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Os sinais visíveis

Corrosão das ferragens do topo: vapores de ácido → substituir as peças; manter a bateria limpa e afastada.
Conectores descoloridos ou queimados: conexões sujas ou frouxas → limpar, reapritar aos valores do manual.
Distorção da caixa/tampa por explosão: células secas, falha do carregador, tensão alta, válvulas obstruídas.
Material estranho na célula: desmontar, substituir a célula, recondicionar.

DIAGNÓSTICO · A CAUSA EM VÁRIAS LINHAS

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Por que a mesma causa se repete

Uma mesma causa pode aparecer em mais de uma linha da tabela.
Porque o mesmo defeito se manifesta de maneiras diferentes.
Exemplo: a sobrecarga aparece como distorção da célula, derrame de eletrólito e adição frequente de água.

NICD · SEM TENSÃO

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Voltagem nula e falha total

Sintoma: voltagem nula e falha total da bateria.
Causa: terminais e conexões elétricas com defeito; células secas; carga contínua elevada.
Ação: verificar os terminais e todas as conexões; verificar se há células secas; verificar a carga contínua elevada.

NICD · O PRECIPITADO

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Cristais brancos e derrame

Sintoma: precipitação excessiva de cristais brancos nas células (sempre há algum carbonato de potássio, pelos gases normais).
Sintoma ligado: derrame excessivo.
Causa: alta corrente de carga, alta temperatura ou nível elevado do líquido.
Ação: limpar a bateria, carregar por corrente constante, verificar o nível e a operação do carregador.

NICD · A CÉLULA DEFORMADA

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Empeno do invólucro e material estranho

Empeno do invólucro da célula: sobrecarga ou alta temperatura → substituir a célula.
Material estranho (partículas pretas ou cinzentas): água impura, alta temperatura, KOH concentrado ou nível impróprio → ajustar densidade e nível; verificar desequilíbrio ou substituir a célula.

NICD · AS FERRAGENS E A ÁGUA

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Corrosão, calor e consumo de água

Corrosão excessiva das ferragens: folheado defeituoso → substituir as peças.
Marcas de aquecimento ou cor azul: conexões frouxas superaquecendo → limpar e apertar os conectores.
Consumo excessivo de água: célula seca ou desequilíbrio → seguir as instruções do desequilíbrio de células.
Prevenção: manter a bateria limpa, conexões apertadas e o sistema de ventilação funcionando.

DIAGNÓSTICO · DOIS ELETRÓLITOS, DOIS QUADROS

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Comparando as duas tabelas

Estrutura igual: problema, provável causa, ação corretiva.
Os problemas, porém, são diferentes.
A chumbo-ácida sofre com sobrecarga, desequilíbrio de células e perda de capacidade.
A NiCd sofre com precipitação de cristais, empeno do invólucro e consumo excessivo de água.
A causa da diferença é o eletrólito: o que prejudica um não prejudica o outro.

DIAGNÓSTICO · O LIMITE DA TABELA

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O que a tabela não diz

A tabela diz o que fazer, mas não diz como.
Ela não diz com que ferramenta, com que torque, com que procedimento.
O procedimento está no manual de manutenção da aeronave, não na tabela de solução de problemas.

DIAGNÓSTICO · O MÉTODO

Procedimento de diagnóstico

Solução de problemas, passo a passo

1. Identificar o sintoma: o que o piloto relata e o que o painel mostra.
2. Isolar a seção: dividir o circuito em blocos e testar um bloco de cada vez.
3. Medir: tensão, continuidade e corrente no ponto suspeito.
4. Comparar com o valor de referência do fabricante (coluna ao lado).
5. Corrigir e reconferir: trocar ou reparar e repetir a medição.
A ordem não é opcional: sem medir, não se troca peça por suposição.

28 V CC ± 0,5 V — saída nominal de um barramento de 28 V.
14 V CC ± 0,5 V — padrão das aeronaves leves de 14 V.
Ripple ≤ 1,5 V CA — ondulação máxima aceitável na saída do gerador.
Continuidade < 1 Ω — conexão e massa em bom estado.
Queda de tensão ≤ 0,5 V — por conexão sob carga nominal.
Isolamento > 1 MΩ — circuito sem fuga para a massa.

INSTALAÇÃO · O PERIGO E A REGRA

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O risco do curto e a regra

Ao instalar baterias, evite o curto-circuito acidental dos terminais.
A alta descarga resultante pode causar danos sérios à estrutura (longarina, pele), a aviônicos, fiação e combustível.
A condição é evitada isolando os postes dos terminais durante a instalação.

Tabela do fio de cobre e do protetor do circuito: bitola, disjuntor e fusível correspondentes (cap. 6).

INSTALAÇÃO · A SEQUÊNCIA

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A ordem da conexão

Ao desconectar: remova o cabo de aterramento primeiro, depois o cabo positivo.
Ao conectar: conecte o cabo de aterramento por último.
A razão: o aterramento é o que, se tocado na estrutura, causa curto — conectá-lo por último minimiza o risco.

INSTALAÇÃO · A PEÇA QUE IMPEDE O ERRO

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O quick-disconnect

O quick-disconnect é um conector de bateria do tipo desconexão rápida que proíbe a inversão do cabo.
Ele tem um formato só: positivo e negativo se conectam de um jeito que não permite inverter os cabos.

INSTALAÇÃO · SEM A PROTEÇÃO

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Quando não há quick-disconnect

Se o conector de desconexão rápida não for empregado, assegure-se de que a fiação esteja conectada ao terminal correto da bateria.
A polaridade inversa em um sistema elétrico pode danificar seriamente a bateria e outros componentes elétricos.

INSTALAÇÃO · O INIMIGO SILENCIOSO

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Conexões frouxas e sequência

As conexões dos cabos da bateria têm de estar apertadas.
Conexão frouxa causa arco elétrico e conexão de alta resistência.
O arco desgasta os terminais; a alta resistência aquece a conexão — ambos podem causar falha.
A sequência de aperto segue um padrão cruzado (cruz/estrela), para não empenar o bloco.

Teste com um medidor de continuidade: circuito aberto (lâmpada apagada), em curto e ligado à massa (lâmpada acesa) (cap. 6).

INSTALAÇÃO · O FIXADOR

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O hold-down e o ponto médio

O hold-down é o dispositivo que prende a bateria no compartimento.
Ele precisa estar seguro, mas não tão apertado a ponto de exercer pressão excessiva.
Pressão excessiva faz a bateria empenar, causando curto interno.
O ponto médio: seguro o suficiente para não soltar; não tão apertado ao ponto de deformar a caixa.

VENTILAÇÃO · A RAZÃO

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Por que ventilar

Aviões modernos são equipados com sistemas de ventilação de bateria.
O sistema remove gases e vapores de ácido da bateria.
O objetivo: reduzir riscos de incêndio e eliminar danos às partes da estrutura.

VENTILAÇÃO · O GÁS

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O hidrogênio: o gás que o manual não nomeia

Baterias chumbo-ácidas desprendem hidrogênio (H₂) durante a carga — um gás inflamável e explosivo.
É por isso que se ventila o compartimento: acumular H₂ e produzir faísca perto da bateria é risco de incêndio e explosão.
Também é por isso que a vedação e a ausência de chama no compartimento importam.

VENTILAÇÃO · O PERCURSO

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O caminho do ar: do scoop ao sump

O ar é captado fora do avião por um scoop (tomada de ar).
Por um tubo, esse ar vai ao interior da caixa da bateria e passa sobre o topo da bateria.
Depois, o ar, os gases e os vapores seguem por outro tubo até o sump (reservatório).
Do topo do reservatório, um tubo de descarga conduz para fora do avião.
Trajeto: exterior → scoop → bateria → sump → exterior
Importância: manter os tubos desobstruídos e o scoop limpo para garantir o fluxo de ar.

VENTILAÇÃO · O RESERVATÓRIO

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O sump: o frasco e o feltro

O sump é um frasco de vidro ou plástico com capacidade de pelo menos uma pinta (unidade da fonte, não métrica).
Dentro dele há um tubo de feltro de cerca de 2,54 cm, saturado com solução de 5 por cento de bicarbonato de sódio e água.
O tubo que conduz os vapores desce até cerca de 1/4 de polegada do tubo de feltro.

VENTILAÇÃO · O SERVIÇO DO RESERVATÓRIO

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Servir o sump

O feltro é saturado com a solução de bicarbonato a 5 por cento; com o tempo, ele seca e a solução se esgota.
O serviço consiste em conferir a saturação do feltro e repor/renovar a solução.

VENTILAÇÃO · A QUÍMICA

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Por que o bicarbonato

O eletrólito da bateria chumbo-ácida é o ácido sulfúrico.
Os vapores de ácido são corrosivos: atacam a pele metálica e danificam superfícies de tecido.
O bicarbonato de sódio (NaHCO₃) neutraliza o ácido.
A solução de 5 por cento no tubo de feltro impede que os vapores cheguem à estrutura da aeronave.

VENTILAÇÃO · A SEGURANÇA

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Neutralizar o derrame e se proteger

O eletrólito (ácido sulfúrico ou KOH) corrói pele e olhos.
EPI mínimo: luvas resistentes a ácido, óculos ou viseira e avental.
Derrame: usar a mesma solução de bicarbonato (~5%); neutralizar antes de limpar.
Contato com pele ou olhos: lavar com água em abundância; não neutralizar sobre o corpo.

VENTILAÇÃO · O MOTOR DO FLUXO

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A pressão negativa em voo

Um tubo de descarga externa conduz do topo do frasco do reservatório para um ponto fora do avião.
A saída é projetada de modo que haja pressão negativa no tubo sempre que o avião estiver em voo.
Isso ajuda a garantir um fluxo contínuo de ar sobre o topo da bateria, através do reservatório e para fora.

INSPEÇÃO · O MAPA

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Os quatro itens da inspeção

A inspeção da bateria de aeronave tem quatro itens.
(1) O frasco do reservatório da bateria e as linhas.
(2) Os terminais e os plugues e pinos de desconexão rápida.
(3) As linhas de drenagem e ventilação.
(4) Dano físico, conexões frouxas e perda de eletrólito.

INSPEÇÃO · AS PEÇAS DE FLUXO E CONTATO

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Reservatório e terminais

Item 1: inspecionar o frasco do reservatório e as linhas quanto à condição e fixação.
Item 2: inspecionar os terminais e os plugues e pinos de desconexão rápida quanto a corrosão, piteiras, arco elétrico e queimaduras.
Limpar conforme necessário.

Circuito interno típico de um ohmímetro analógico de múltiplas faixas, usado para medir a resistência dos contatos (cap. 6).

INSPEÇÃO · O QUE SE VARRE

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Linhas de drenagem e rotina de voo

Item 3: inspecionar as linhas de drenagem e ventilação quanto a restrição, deterioração e fixação.
Item 4: os procedimentos de inspeção de pré-voo e pós-voo de rotina devem incluir dano físico, conexões frouxas e perda de eletrólito.
Os três primeiros itens são da inspeção programada; o quarto é da rotina.

GERADOR CC · A FUNÇÃO

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O que o gerador CC faz

Os geradores de corrente contínua transformam energia mecânica em energia elétrica.
Produzem corrente contínua e são tipicamente encontrados em aeronaves leves.
Em muitos casos, foram substituídos por alternadores CC.
Ambos produzem energia para alimentar as cargas e carregar a bateria da aeronave.

GERADOR CC · DOIS DISPOSITIVOS

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Gerador e alternador: o propósito comum

Gerador CC e alternador CC compartilham o mesmo propósito: alimentar as cargas e carregar a bateria.
Mesmo assim, são dispositivos muito diferentes.

GERADOR CC · O QUE OS SEPARA

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A mecânica que os separa

A diferença entre os dois está no modo de retificação.
O gerador usa um comutador (commutator) para converter a CA em CC.
O alternador usa um conjunto de diodos (rectifier) para a mesma conversão.
O comutador é peça mecânica que se desgasta; os diodos são componentes estáticos.
É por isso que os geradores CC foram substituídos pelos alternadores CC.

GERADOR CC · O CONTROLE

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A tensão nominal e o circuito de controle

Os geradores CC requerem um circuito de controle.
Esse circuito assegura que o gerador mantenha a tensão e a corrente corretas para as condições elétricas atuais da aeronave.
Tipicamente, mantêm uma tensão de saída nominal de aproximadamente 14 volts ou 28 volts.

GERADOR CC · A ORIGEM

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O princípio: a tensão induzida é CA

A indução eletromagnética já foi estudada: aqui não se redemonstra a lei de Faraday nem a regra da mão direita.
O ponto que importa: a tensão é induzida na armadura ao longo de toda a rotação de 360° do condutor.
A armadura é a parte rotativa de um gerador CC.
A tensão que está sendo induzida é CA (alternada).

GERADOR CC · A LIGAÇÃO

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Anéis coletores e escovas

Anéis coletores e escovas transferem a energia elétrica da espira rotativa para as cargas estacionárias da aeronave.
Os anéis coletores estão conectados à espira e giram; as escovas são estacionárias e dão o caminho de corrente.
Os anéis são tipicamente de cobre e as escovas, de carbono macio.
A tensão que chega aos anéis coletores é CA.

GERADOR CC · A CONVERSÃO

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O comutador: a peça que converte

Como o objetivo é alimentar cargas CC, é preciso converter a tensão CA em CC.
Os geradores usam um arranjo modificado de anéis coletores: o comutador (commutator).
Substituindo os anéis coletores por dois semicilindros, obtém-se um gerador CC básico.
Cada semicilindro se conecta a um lado da bobina; os segmentos são isolados uns dos outros.
As duas escovas estacionárias ficam em lados opostos do comutador.

GERADOR CC · O MECANISMO

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Como o comutador funciona

O comutador é um anel dividido em dois semicilindros, isolados entre si.
As escovas, fixas, tocam os semicilindros à medida que a espira gira.
Os semicilindros trocam de posição relativa às escovas a cada meia-volta.
Resultado: a saída é sempre do mesmo sinal — a tensão é contínua (CC), mas não constante.

GERADOR CC · O QUE SOBRA

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A ondulação (ripple)

A tensão de saída de um gerador CC não é perfeitamente constante: ela ondula (ripple) entre um máximo e um mínimo.
Essa ondulação é inerente ao comutador de dois segmentos.
Geradores reais têm mais segmentos (mais que dois) para reduzir a ondulação.
O comutador retifica, mas não filtra completamente.

GERADOR CC · A CONSTRUÇÃO

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As três partes do gerador CC

(1) O campo magnético (ímãs permanentes ou eletroímãs), que cria o campo onde a espira gira.
(2) A armadura, que é a parte rotativa onde a tensão é induzida.
(3) O comutador, que converte a CA em CC.
O comutador é o que distingue o gerador CC do gerador CA: sem ele, o gerador seria CA.

O SISTEMA · AS DUAS METADES

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O sistema de CC: fonte, controle e armazenamento

O gerador produz a energia elétrica; o circuito de controle a mantém correta.
A bateria armazena essa energia e a libera quando o sistema elétrico precisa.
No carregamento: a chumbo-ácida aceita o carregador da aeronave; a NiCd exige corrente constante.

O SISTEMA · O OFÍCIO

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A rotina do mecânico em sequência

Instalar sem curto-circuito: isolar os terminais e conectar o aterramento por último.
Ventilar para não corroer a estrutura e não acumular hidrogênio.
Inspecionar os quatro itens da bateria.
Diagnosticar pela tabela: sintoma, causa provável, ação corretiva.
Conhecer a máquina que carrega: o gerador e o comutador.

O SISTEMA · O QUE FICA

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O princípio que sobrevive

O gerador CC foi substituído pelo alternador CC na maioria das aeronaves modernas.
Mas o princípio do comutador continua sendo a base do sistema elétrico de corrente contínua.
A história começou com uma peça opaca e termina sabendo ler, cuidar e diagnosticar.

Verificação de aprendizado

Exercícios

Exercícios de verificação

Pergunta 1

Por que é importante ventilar o compartimento da bateria?

Resposta: Para remover o hidrogênio (H₂) produzido durante a carga, que é inflamável e explosivo, e para remover vapores de ácido que corroem a estrutura da aeronave.

Pergunta 2

Qual é a diferença entre gerador CC e alternador?

Resposta: O gerador usa um comutador para converter CA em CC. O alternador usa diodos retificadores. O alternador é mais eficiente e usado na maioria das aeronaves modernas.

Pergunta 3

O que é ripple em um gerador CC?

Resposta: É a ondulação da tensão de saída entre um máximo e um mínimo, inerente ao processo de comutação. É filtrada pelo circuito de controle.

Pergunta 4

Por que a NiCd não aceita carregamento por tensão constante?

Resposta: Porque a tensão da célula NiCd tem coeficiente de temperatura negativo. Em uma fonte de tensão constante, uma célula em curto pode superaquecer e entrar em fuça térmica.

Pergunta 5 (aplicação)

O barramento deve indicar 28 V CC. Com o gerador em carga, o multímetro mede 24,5 V. O que isso indica e qual é o próximo teste?

Resposta: Queda de 3,5 V, muito acima dos 0,5 V admitidos por conexão. Próximo teste: medir a queda de tensão em cada conexão e no circuito de controle para achar a conexão de alta resistência; verificar o regulador de tensão.

Pergunta 6 (cálculo)

Uma conexão tem resistência de 0,3 Ω e conduz 20 A. Qual é a queda de tensão e por que ela preocupa?

Resposta: V = R × I = 0,3 × 20 = 6 V de queda — muito acima do limite de 0,5 V. A conexão aquece e pode causar falha; deve ser limpa e reapertada.

Glossário

Barramento: o circuito elétrico principal da aeronave que distribui a energia para todos os sistemas.
Comutador: anel dividido em dois semicilindros isolados que converte CA em CC em geradores de corrente contínua.
Densímetro: instrumento que mede a densidade relativa de um líquido. Serve para baterias de chumbo-ácido, mas não para NiCd.
Escovas: componentes condutores que transferem energia elétrica da espira rotativa para as cargas estacionárias.
Fuça térmica: reação química descontrolada que gera calor e pode destruir a bateria.

Hold-down: grampo de fixação que prende a bateria ao berço e impede que ela se desloque com a vibração.
Quick-disconnect: conector de engate rápido que desconecta os cabos do sistema sem uso de ferramentas.
Ripple: ondulação da tensão de saída de um gerador CC entre um máximo e um mínimo.
Scoop: tomada de ar de arrefecimento que capta o ar que resfria a bateria durante o funcionamento.
Sump: reservatório de drenagem que recolhe o eletrólito e os resíduos que escorrem da bateria.
Indutor: bobina que, no circuito de controle, se opõe à variação da corrente e ajuda a suavizar o ripple da saída.
Armadura: parte giratória do gerador CC, onde a rotação do enrolamento produz a tensão induzida.
Shunt: ligação em paralelo. O enrolamento shunt do gerador é excitado pela própria tensão de saída, o que faz a tensão cair ao subir a carga.
Regulação: capacidade de manter a tensão de saída estável entre vazio e plena carga. É medida em porcentagem da tensão nominal.