Cargas "fantasma" para testes em audio

[Guilherme]

Cargas fantasmas, fictícias ou mesmo terminações, são elementos auxiliares de extrema importância durante procedimentos de testes em equipamentos eletrônicos, especialmente em áudio e RF.

E são fáceis de construir e não são dispendiosas, em geral. Todo handmaker que quiser fazer jus ao nome deve ter varias delas na bancada.

Na primeira imagem temos um exemplo de carga de potencia, puramente resistiva, para simular um alto-falante de 16 ohms. É formada por dez resistores de carbono de 150 ohms / 1W em paralelo, resultando em uma R equivalente de 15 ohms / 10W. (pela Lei de Ohm, 150/10=15, nominalmente). Na verdade a R equivalente é de 15,25 ohms.

Com essa carga é possível ajustar o ponto de trabalho DC de qualquer amp, seja um simples single-ended de 3W seja um Major de 200W.

É importante salientar que uma carga de 10W pode ser tranquilamente utilizada para acertar o Bias de um Major de 200W, ou um SLO100, mas em hipótese alguma deve ser utilizada em regime de operação AC, ou seja, com sinal na entrada, em amps com potencia de saída superior à máxima dissipação nominal da carga.

Por esse motivo e para máxima segurança, é sempre bom plugar um P10 curto-circuitado internamente da forma exibida na imagem. Desse forma, nenhum sinal aplicado inadvertidamente na entrada será amplificado.

Uma carga "universal" pode ser construída com dez resistores de 82 ohms / 3W, metal-film, em paralelo, resultando em aproximadamente 8,2 ohms / 30W, que pode muito bem ser usada tanto em ajustes DC ou AC em amps de até 50W.

Uma carga "pesada" de 8 ohms poderia ser construída com cem resistores de 820 ohms / 1W, metal-film, em paralelo, e uma super-pesada com cem resistores de 820 ohms / 2 ou 3W, metal-film, em paralelo.

Na segunda imagem temos uma carga-terminação de 75 ohms para osciloscópios e outra de 600 ohms implantada dentro de um plug P10, muito útil para testes em pre-amplificadores com saída desbalanceada em baixa impedância e em consoles de mixagem.

Na ultima imagem temos uma carga de 600 ohms terminando um atenuador variavel de 1dB a 31dB, em passos de 1dB, muito útil em testes de transformadores de áudio e pré-amplificadores.

[xformer]

Minha carga:





São dois resistores de 4 ohms 20W cada que podem ser usados como uma carga de 8 ohms 40W (em série) ou duas cargas estéreo de 4 ohms 20W com terra comum. Tem uns terminais pra prender as pontas do osciloscópio.

Mensagem 2000 !

[Guilherme]

Indutiva, mas sem duvida melhor do que resistência de chuveiros.

Em testes iniciais, é melhor puramente resistiva. Até em RF é assim. Depois..

Sobre cargas puramente resistivas, é possível paralelar capacitores para verificar a estabilidade do circuito.

[xformer]

Indutiva, mas sem duvida melhor do que resistência de chuveiros.

Em testes iniciais, é melhor puramente resistiva. Até em RF é assim. Depois..

Sobre cargas puramente resistivas, é possível paralelar capacitores para verificar a estabilidade do circuito.

Muito pouco. Medindo a indutância, os dois combinados fica flutuando entre 0,3uH e 1,5uH. Individualmente entre 0,3uH e 2uH. Nada que vá influenciar muito em áudio.

[saul britto]

Galera,qual o problema com os resistores de chuveiro nesse caso?

[xformer]

Galera,qual o problema com os resistores de chuveiro nesse caso?

Um dos problemas é que a resistência de chuveiro por ser enrolada como se fosse uma bobina apresenta uma indutância associada a resistência. Isso faz com que a impedância aumente com o aumento da frequência do sinal.
Por exemplo eu tenho essas duas resistências de chuveiro (ou torneira elétrica - não sei) com mais ou menos 8 ohms de resistência e 28uH (a de maior diâmetro) e 17uH (a de menor diâmetro) que uso como carga (nem só pra amplificadores, mas pra fontes e outras coisas):


Pois bem, a 20kHz (que seria a mais alta audível), a resistência de maior diâmetro teria uma reatância indutiva de:
XL = 2 x pi x 0,000028 x 20000= 3,52 ohms que combinado com a resistência em série (8 ohms) daria uma impedância de 8,74 ohms

A de menor diâmetro:
XL = 2 x pi x 0,000017 x 20000 = 2,13 ohms e a impedância resultante de 8,28 ohms.

A questão de se usar uma carga puramente resistiva seria mais relevante pra se medir a potência do amplificador em diversas frequências.
Note que para frequências mais baixas, o aumento da impedância será insignificante (por ex. em 1kHz) e a variação muito menor do que as próprias tolerâncias de resistores comuns, o que não compromete muito a medição da potência. Entretanto a 20kHz, apesar da variação no módulo da impedância, os 28uH introduzem também uma defasagem de quase 24°, o que comprometeria a medição da potência (haveria componente de potência reativa e potência real).
Mas há uma solução para diminuir essa indutância. Os resistores de fio comerciais não indutivos também usam fio de nicromo (níquel cromo - que são muito estáveis termicamente) e também são enrolados ao redor de um tubo. O que se faz é inverter o sentido de enrolamento no meio da resistência, de forma a cancelar uma boa parte da indutância (aqui dá pra ver a inversão: http://www.eletronresistencias.com.br/DetalheProduto.aspx?Produto=258 )
Com um pouco de cuidado até é possível dar uma dobrada na resistência de chuveiro pra inverter o sentido no meio.

Mas para se realizar outros testes (por ex. de estabilidade) no amplificador, também se costuma usar cargas reativas mistas (que incluem resistências, capacitores e indutores) pois os alto-falantes são cargas que se comportam dessa maneira. Num dos meus livros, o autor usa um resistor de 3 ohms em série com um indutor de 1,5mH, ambos em paralelo com um capacitor de 68nF, como carga de teste.

Um outro problema com a resistência de chuveiro é que ela vai esquentar bastante e pode causar queimaduras se encostar nela ou causar incêndio (pode ficar incandescente dependendo da potência). Mas nada muito preocupante em se testando amplificadores de baixa potência (20W em 8ohms nas minhas resistências de chuveiro, não deve passar de 100°C). Esse site mostra qual temperatura o fio alcança dependendo da bitola e da corrente que for aplicada:
http://www.edufer.com.br/tabela-fio-niquel-cromo/
Uma solução seria isolar e montar a resistência de chuveiro num invólucro que impeça o contato e talvez preencher com material inerte (como areia limpa e seca por exemplo).
Já vi projetos de "dummy loads" em que o fio de nicromo é esticado e preso a placas de cerâmica em vários zig-zags.
Enfim, sabendo-se das limitações, não vejo problemas em se usar resistência de chuveiro.

[RicardoVasconcelos]

Então se eu quiser fazer uma carga fantasma com 8ohms (já que meu transformador de saída só tem opções de 4 ou 8ohms) que suporte a potência do P1 ou IALL 3.5, posso associar 10 resistores de 82ohms x 1W em paralelo?

Sempre faço meus pedais e amplificadores com chaveamento da entrada pro terra quando se retira o plug de entrada, mas este plug que o Guilherme fez fica uma coisa independente do projeto que aparecer na bancada. Vou fazer um pra mim.

[saul britto]

Xformer tem uns resistores que a turma usa para cortar garrafas,creio que voce conhece.Pois bem,elas são bem mais finas e se não me engano tem maior resistencia/cm,talvez não sejam necessárias tantas espiras,quanto ao aquecimento já ouvi falar que tem gente que mergulha em óleo! Procede?

[Guilherme]

Já vi projetos de "dummy loads" em que o fio de nicromo é esticado e preso a placas de cerâmica em vários zig-zags.

Realmente existem dummy loads estranhas. Trabalhei com uma que era formada por uma caixa d'água de amianto, com capacidade de 1000 litros, água deionizada e uma solução salina misturada. Chapas de uma liga metálica eram introduzidas na solução através de um elevador acionado manualmente. Carregava retificadores de baixa tensão, -48V, e correntes de 500A para cima.

Mas dummy load legal mesmo é a conhecida por "Ride The Lightning", ainda usada em algumas penitenciarias federais nos EUA  

Enfim, sabendo-se das limitações, não vejo problemas em se usar resistência de chuveiro.

Concordo plenamente. Não é qualquer fio enrolado em forma de espiral que será útil e seguro ao ser usado como carga para equipamentos eletro-eletronicos.

(Xformer, use imagens um pouco menores. Edite-as se for necessário)

Ricardo,

Para amps pequenos:
10 resistores de 82 ohms / 1W em paralelo, resultando em 8,2 ohms - 10W

Para amps com EL84, 6V6 ou 6L6 em polarização catódica, ou seja, entre 10W...25W:
10 resistores de 82 ohms / 2W em paralelo, resultando em 8,2 ohms - 20W

Para amps de 30W e aqueles classificados como "50W":
10 resistores de 82 ohms / 3W em paralelo, resultando em 8,2 ohms - 30W

Daí para cima, em testes com sinal, a carga vai de tornar mais dispendiosa.

Faça uma plaquinha como a mostrada em meu post inicial. Celeron ou fenolite. Ao invés de bornes polarizados você pode usar um jack P10.

Será um acessório de bancada útil para toda sua vida DIY.

abraços

Guilherme

[xformer]

(Xformer, use imagens um pouco menores. Edite-as se for necessário)

He he, devia ter cortado a propaganda do Bradesco...
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Xformer tem uns resistores que a turma usa para cortar garrafas,creio que voce conhece.Pois bem,elas são bem mais finas e se não me engano tem maior resistencia/cm,talvez não sejam necessárias tantas espiras,quanto ao aquecimento já ouvi falar que tem gente que mergulha em óleo! Procede?

Não conheço esse pra cortar garrafa.  A resistência depende também da secção do fio, não apenas do comprimento. Se o fio é mais fino, então a resistividade será maior do que um fio mais grosso do mesmo material.  Sobre mergulhar em óleo (mineral, não de soja he he) procede sim. Meu pai tem um aquecedor elétrico que funciona com uma resistência imersa em óleo, que tem boa capacidade térmica.

[saul britto]

O resistores de cortar garrafa tem muito no ML,tem o mesmo formato do de chuveiro sendo de espiras de menor diametro,inclusive eu tenho aqui,comprei para fazer uns trabalhos com garrafas de minha esposa e e funciona legal.

[kem]

...
Ricardo,

Para amps pequenos:...

É eu?!?  
Guilherme... Uma que não comprei, mas achei interessante é a que postei no outro topico... http://www.ebay.com/itm/131163389595
É bem pratica de usar.
Eu gosto de complicar... ainda não terminei, mas tenho 10 resistores com involucro de cimento de 1R 100W + 1 de 0,5R 100W separados pra minha carga fantasma, que terá varias opções de resistencia.
Poe enquanto to usando 6 resistores de 12R 10W. Coloquei em serie 3 jogos de 2 em paralelo.

[Guilherme]

Kem, você é o Kem, o Ricardo é o Vasconcelos   

Kem, baixe as especificações desses resistores de alta potencia/pequeno volume fabricados pela  Welwyn, Tyco etc. e veja as curvas de dissipação sem estarem fixados à um dissipador adequado. E são caros, alguns bem caros. Se você computar o custo do dissipador...

Acho que vale muito mais a pena usar os que você tem em cement. Sem comparação.

abração

Guilherme

[kem]

Acho que vale muito mais a pena usar os que você tem em cement. Sem comparação.
abração
Guilherme

São os que eu vou usar... sem sombra de duvida...
Comprei 10 de 1R  + 1 de 0,5R propositadamente...

[saul britto]

...
Ricardo,

Para amps pequenos:...

É eu?!?  
Guilherme... Uma que não comprei, mas achei interessante é a que postei no outro topico... http://www.ebay.com/itm/131163389595
É bem pratica de usar.
Eu gosto de complicar... ainda não terminei, mas tenho 10 resistores com involucro de cimento de 1R 100W + 1 de 0,5R 100W separados pra minha carga fantasma, que terá varias opções de resistencia.
Poe enquanto to usando 6 resistores de 12R 10W. Coloquei em serie 3 jogos de 2 em paralelo.

Vixi! Invólucro de cimento?!!! Foi você mesmo que fez? Se foi quero fazer uns para mim tambem! hahahahah!