Você sabe como funciona o carregador do seu celular? Vamos descobrir?

Celulares, tablets, notebooks e outros equipamentos eletrônicos que possuem baterias estão presentes nas casas e no cotidiano da maioria dos brasileiros. Uma das partes mais importantes desses aparelhos são seus carregadores: diariamente precisamos carregar suas baterias para que possam ser usados, certo? Mas, como esses carregadores funcionam?

O carregador de um celular possui um único objetivo: carregar a bateria do nosso celular. Porém, para que isso ocorra de forma segura, é necessário que a voltagem e a corrente sejam estáveis e adequadas ao nosso celular e que o carregador desligue automaticamente quando a bateria estiver carregada – não queremos que nosso celular exploda, certo?

Para que seu celular seja carregado corretamente, precisa de uma tensão de aproximadamente 5 Volts e uma corrente que varia de acordo com o modelo do celular e a velocidade de carregamento da bateria, porém fica entre 0,5 e 2 Amperes. Lembrando que a corrente deve ser contínua.

Um carregador de celular aberto. Vamos falar um pouco sobre como esses componentes eletrônicos carregam seu celular.

O transformador consiste em duas bobinas, com quantidades diferentes de enrolamentos ou espiras. A relação de espiras das duas bobinas determina a relação entre a tensão que chega da rede elétrica e a tensão que segue para o restante do circuito do carregador do celular. O componente é responsável por reduzir a tensão de um valor que pode variar entre 127 e 220 Volts para os 5 Volts. O responsável por isso é o transformador, que reduz a tensão para os 5 Volts que precisamos

O transformador reduz a tensão que chega da tomada para um valor mais baixo. O primeiro dos componentes por onde a energia passa antes de ir para seu celular.

O próximo passo é converter a corrente alternada para a corrente contínua. Os responsáveis por fazer isso são os diodos e capacitores. O diodo é um componente eletrônico que permite a passagem da corrente elétrica em somente um sentido, enquanto o capacitor armazena energia. Juntos, capacitor e diodo permitem a conversão da corrente alternada em corrente contínua e faz com que essa corrente não varie muito com o tempo, isso porque a corrente alternada é uma função de onda e, sem a energia armazenada no capacitor, a tensão do carregador ficaria variando entre 0 e 5V o tempo todo.

Diodos e Capacitores, na ordem, responsáveis por converter a corrente alternada em corrente contínua.

Ótimo, a tensão já foi reduzida e está estável. Tudo certo, não é mesmo? Bom, não é bem assim. Ainda temos três problemas para resolver. Um deles é a variação na tensão fornecida pela tomada, que resulta em variações na tensão fornecida pelo transformador. Outro é que o carregador precisa fornecer uma corrente adequada para o carregamento do celular, que precisa ser limitada por algum componente. O último deles é que o carregador precisa desligar sozinho quando o celular não precisar mais de energia. Vamos resolver isso agora!

A regulagem da corrente é feita por meio de um circuito composto por um transistor, componente construído com dois materiais diferentes e que permite a passagem de determinada quantidade de corrente elétrica. Em breve escreverei um artigo somente sobre o transistor aqui. Esse circuito é convenientemente chamado regulador de corrente.

Para regular a tensão, são utilizados um diodo Zener e mais um transistor, ambos ligados em paralelo ao circuito. Enquanto o diodo Zener regula a tensão que sai do conjunto de diodo e capacitores em 5V, o transistor faz com que a tensão seja regulada em toda a corrente que sai dos capacitores, ou seja, tem o papel de regular a tensão que chega ao seu celular. Por segurança é utilizado um resistor nesse conjunto. O resistor provoca uma pequena queda de tensão, normalmente de 5,3V para 5V e, caso algo dê errado nesse circuito, o resistor queima e o carregador para de funcionar, evitando danos ao seu celular.

Resistor, transistor e diodo Zener, em ordem, responsáveis por estabilizar a tensão e a corrente que chegam ao seu celular.

A última parte do carregador do celular consiste em um sistema que reduz bastante a corrente fornecida pelo carregador do celular quando este já está carregado. Esse circuito é composto por um acoplador óptico e possui duas funções. A primeira é impedir que o carregador forneça mais corrente que o celular precisa, quando já está carregado, para que a bateria não exploda. A segunda é permitir o desligamento do carregador quando não for necessária nenhuma corrente (por exemplo, quando você desliga o celular do carregador, mas não o carregador da tomada) ou quando algo der errado em alguma parte do circuito do carregador. Nesse caso, o seu celular fica protegido contra possíveis danos causados pelo carregador.

Como pudemos ver, um carregador de celular tem uma grande quantidade de componentes eletrônicos que precisam funcionar de forma correta para que seu celular carregue corretamente e para que você não tenha um prejuízo muito grande ou se machuque. Por isso os manuais de celulares pedem que você somente use carregadores de boa qualidade.

Os componentes no circuito do carregador de celular.

Importante: o conteúdo aqui apresentado tem por objetivo a divulgação da ciência. Por isso, informações técnicas e maiores detalhes sobre os componentes e seu funcionamento foram omitidas. Quer saber mais sobre os componentes e sobre eletrônica? Recomendo a leitura de material específico desta área.