Queda de Tensão na Pista

Neste artigo, veremos a razão dos problemas relacionados a queda de tensão nas pistas do tipo Autorama ^®, sejam profissionais ou residenciais.

Uma das coisas mais frustantes na montagem de uma "Grande Pista", é descobrir que no meio do caminho, o carrinho quase para. Neste artigo veremos a razão disso e como resolver, ou pelo menos, como melhorar este problema de queda de tensão.

Enorme pista com 65 metros, montada há alguns anos em Petrópolis - RJ, que ficou conhecida por seus problemas elétricos - Foto de Silva Ramos

Queda de tensão da pista
Vamos estudar um problema muito comum que ocorre quando temos uma pista muito longa, onde em determinados pontos o carro pode até parar.
O vilão da estória é a resistência elétrica, seja da cordoalha, em pistas de madeira, seja nos "Trilhos" das pistas de plástico e principalmente nas conexões entre os segmentos.
Vamos tomar como referência a pista da figura abaixo.

Pista "longa" para exemplificar o artigo

Devemos imaginar que esta pista é longa o suficiente para causar problemas de queda de tensão. Para exemplificar de forma simples, faremos o circuito elétrico equivalente simplificado, utilizando apenas um lado (positivo) da alimentação de uma das fendas.
Vamos considerar também que cada conexão (que é o maior problema das pistas de plástico) tenham uma resistência exagerada de 1 Ω (Ohm), apenas para sobressair os resultados.
O motor também será representando pelo simbolo de uma resistência, com o valor de 12 Ω (Ohms), consumindo assim 1 A (ampere) em uma tensão de 12 V (Volts).

Circuito elétrico equivalente de uma pista com o "carro" sobre o segmento da reta de controles

Com o carro no segmento da reta dos controles, recebemos a tensão máxima (12 Volts) da fonte de alimentação. A medida que avançamos na pista, aumentamos a queda de tensão ocasionada pelas emendas das conexões, ou metragem da cordoalha, até que em um determinado ponto a tensão pode ser tão baixa que impede o motor funcionar.
Veja na figura a seguir, que a tensão recebida pelo carro no meio da pista será de apenas 9 Volts.

A tensão recebida pelo carro no meio da pista será de 9 Volts

Solução deste problema
Para resolver, ou pelo menos diminuir a queda de tensão, podemos fazer uma "ponte" com fios interligando o segmento de onde recebemos a alimentação da pista até um ou mais pontos distantes da pista.
Vamos exemplificar colocando primeiro uma "ponte" no trecho que corresponde a 1/4 da pista.

Inclusão da primeira "ponte"

Observe que o carro na mesma posição já recebe uma tensão um pouco maior. Incluindo mais uma "ponte" no outro lado...

Inclusão da segunda "ponte"

... o carro já recebe uma tensão de 10.3 Volts.
Uma terceira ponte no meio da pista fará com que o carro receba os 12 Volts da fonte de alimentação, mas o que importa neste exemplo é que nos demais segmentos, a maior queda de tensão será de 0.9 Volt.

Um dos "piores" pontos da pista

Para fazer as "pontes" temos que soldar um fio em cada trilho ou "Tape" da pista, sempre interligando com o segmento onde recebemos a alimentação vinda da fonte, conforme exemplo na figura abaixo.

Importante 1: No caso de sua pista ser desmontável, observe que estes segmentos devem sempre estar alinhados em uma outra remontagem. Isto quer dizer que que o fio "preto" deve sempre estar interligado através de outras pistas, com o outro fio "preto" de outra pista com a "ponte". Por isto é recomendado utilizar cores de fios diferentes (pelo menos 1 deles).

Importante 2: O fio utilizado não deve ser muito fino. Como regra, procure utilizar sempre o mais "grosso possível", mas não precisa exagerar!.

Modo de fazer as "pontes" mostradas no exemplo.

Soluções Prontas
Alguns fabricantes vendem este cabo "ponte" com o nome de "Cable Booster" ou "Jumper Cable". A vantagem em utilizar estes cabos está na facilidade em desmontar e guardar o conjunto. Caso sua pista seja fixa, não há vantagem em utiliza-lo. Sairá mais barato soldar os fios, com os devidos cuidados.

Carrera.

Scalextric / SCX.

Ninco.

Algumas lendas
Utilizar uma fonte de maior corrente ou colocar mais uma "reta de ligação" com outra fonte são algumas das soluções que você já deve ter ouvido falar para resolver este tipo de problema.
O uso de uma fonte mais "forte" pode até melhorar o problema, mas será por outra razão. Veremos isto em um outro artigo.
O uso de outro segmento com outra fonte não fará efeito nenhum, já que sem os controles conectados nela, é como se o circuito estivesse "aberto" (desligado).

Para resolver problemas de queda de tensão, só diminuindo a resistência do circuito.

Resolvendo o problemas das conexões
A melhor forma de resolver o problema de queda de tensão nas emendas das pistas é fazendo pequenas pontes entre cada "trilho", mas com isto você perderá a facilidade em desmontar a pista.
Caso sua pista seja fixa, ou seja, não será desmontada, o trabalho valerá a pena. Neste caso a ideia é fazer este trabalho em módulos.

Módulos de pistas

De qualquer forma, a queda de tensão ainda pode continuar, em razão do comprimento da pista (resistência do material utilizado nos trilhos) e nas conexões entre os módulos, mas pode ser melhorado fazendo uma "ponte" entre os módulos.

As pistas da Estrela não são fáceis de soldar. Devemos utilizar um ferro de solda com boa potência (no minimo 35 W) além do recurso da pasta de solda ou fluxo de solda, o mesmo utilizado para soldar chassis e motores.

A outra dica é para quem não tem prática na soldagem, é tirar os "trilhos" da pista para evitar derreter a mesma durante a soldagem.

Preparação de uma pista do Autorama^® Estrela para soldagem de suas conexões

Passagem dos fios de conexão

Aspecto final da soldagem

Usando 2 fontes de alimentação

Normalmente quando montamos um pista grande (de plástico), utilizamos 2 ou mais conjuntos completos e tentamos utilizar motores "mais fortes". Sabidamente as fontes originais destes conjuntos não as mais indicadas para dois motores fortes, mas existe uma forma de utilizar esta pista longa com duas fontes. Desta forma, cada carro terá uma fonte de alimentação exclusiva, melhorando bastante o seu desempenho.

A única observação é não ligar o acelerador na posição errada, pois poderá danifica-lo.

Basicamente utilizamos duas "retas de ligação" originais (idênticas), com suas fontes conectadas. O truque está em utilizar na primeira reta o acelerador da Fenda 1, e na outra reta, o acelerador da Fenda 2, como mostra a figura abaixo.

Atenção: As conexões das fontes e controles podem ser diferentes na sua pista!

Utilizando uma fonte para cada fenda

Caso haja queda te tensão no meio da pista, pode ser utilizada "as pontes", como vimos anteriormente.

Atenção: As conexões das fontes e controles podem ser diferentes na sua pista!

Incluindo as pistas "ponte"

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® Autorama é marca registrada de Brinquedos Estrela S.A.