Ouvi uma história de que uma bateria fraca de um veículo pode destruir um alternador ou causar a falha precoce de um alternador.
Isto é verdade, ou é em grande parte ficção?
A sua pergunta é difícil de responder sem que conheça o funcionamento interior de um alternador.
O básico. Se mover um campo magnético perto de uma bobina de fio, os electrões no fio ficam excitados e será feita electricidade. A quantidade de electricidade produzida depende do tamanho do campo magnético e da sua velocidade. Quanto maior for o campo e mais rápido for o seu movimento, mais electricidade será produzida. Também, se tiver uma bobina de fio e passar uma corrente através dela, criará um campo magnético.
Um alternador tem 4 componentes básicos; rotor, estator, regulador de voltagem e rectificador de ponte.
O rectificador de ponte converte então a CA em corrente contínua (CC) que o carro pode utilizar.
Todo o sistema é concebido para fazer duas coisas. Primeiro, recarregar a bateria depois de pôr o motor a trabalhar. Em segundo lugar, fornecer energia ao resto do carro. A forma como tudo funciona em conjunto é que o regulador de voltagem detecta a voltagem do sistema e ajusta a corrente do rotor em conformidade. Quando, por exemplo, as luzes da cabeça são acendidas, isto apresenta uma carga maior e baixa a tensão do sistema. O regulador de voltagem detecta esta tensão e ajusta a corrente do rotor em conformidade. Depois vai-se para passar alguém na auto-estrada e amassa-se o pedal do acelerador. Isto acelera o motor e a voltagem do sistema sobe. O regulador de voltagem baixa a corrente do rotor para baixar a voltagem do sistema. Este jogo do gato e do rato continua constantemente no sistema de carga.
Quando um alternador é classificado para uma determinada saída de corrente, digamos 100 amps, essa classificação é de 2000 RPM. O alternador pode fazer confortavelmente 100A a 2000 RPM. É concebido desta forma porque o cruzeiro típico ronda as 2000 RPM. Ao ralenti, o rotor está a girar mais lentamente e o alternador é incapaz de fazer a sua corrente nominal total. Ao ralenti, é quando um sistema de carga pode entrar em problemas.
Uma bateria é um porco. Uma bateria vai levar toda a corrente que quiser e nada menos que isso. A corrente que quer é proporcional ao seu estado de carga. Uma bateria descarregada ou fraca está muito sedenta de corrente.
Para juntar tudo isto, quando um carro tem uma bateria fraca, essa bateria vai querer muita corrente. A procura de corrente da bateria baixa a voltagem do sistema, pelo que o regulador de voltagem compensa, enviando mais corrente através do rotor. Ao ralenti, o alternador é incapaz de fazer a corrente necessária. Devido a isto, a tensão do sistema cai ainda mais e o regulador de voltagem envia a corrente máxima através do rotor.
Esta condição de carga máxima e velocidade mínima é onde o desgaste acontece. Com a velocidade mínima, a quantidade mínima de arrefecimento está disponível a partir do ventilador incorporado. Na carga máxima, o regulador de voltagem empurrará a quantidade máxima de corrente através do rotor e através das escovas e anéis deslizantes. As escovas e os anéis deslizantes aquecem e, sem arrefecimento adicional disponível no ventilador, desgastar-se-ão mais rapidamente.
Se o RPM for aumentado para acima de 2000, a situação melhora porque há mais arrefecimento disponível e a corrente através do rotor diminui. Isto irá infelizmente deslocar o ponto de desgaste das escovas para o rectificador de ponte porque agora tem de rectificar a corrente máxima. Isto é preferível, contudo, uma vez que o rectificador de ponte é um componente de estado sólido e está muito menos sujeito a desgaste.
Absolutamente sim. Vendo alternadores todos os dias - e uma bateria fraca é frequentemente a causa principal da falha do alternador.
Uma bateria com um curto-circuito fará com que o alternador funcione em pleno durante longos períodos de tempo, se não continuamente - e eles não são construídos para o fazer. Os alternadores em todo o mundo são construídos para fornecer uma corrente inicial elevada, afunilando de volta à medida que a corrente utilizada para o arranque do veículo é reabastecida. O funcionamento constante em pleno rendimento simplesmente aquece-os e os rectificadores falham. *Vê editar abaixo de
Se a sua bateria estiver ‘Circuito Aberto’, o alternador ou não começará a carregar de todo ou saltará erraticamente de baixa para alta tensão. Isto faz com que o regulador falhe prematuramente (ou imediatamente!)
Uma bateria que simplesmente não aceitará carga não causará necessariamente uma falha prematura do alternador, a menos que esteja permanentemente em baixa voltagem, nesse caso ver a secção ‘curto-circuito’ acima.
Esperança que ajuda?
*EDIT: Alguns grandes alternadores comerciais e marítimos são concebidos para funcionar a pleno rendimento constantemente, mas não tenho a sensação de que esteja a falar deles :) Em 16 anos de venda de peças para alternadores, nunca ouvi falar do desgaste das escovas e dos spool e da massa lubrificante dos rolamentos sobreaquecidos pela corrente de alta carga ao ralenti. Estas questões são causadas por outros problemas que não se enquadram no âmbito desta questão.
Uma bateria que tem um curto-circuito eléctrico interno, normalmente uma das placas soltou-se e está a tocar na placa vizinha, fazendo com que o alternador trabalhe muito mais do que o normal. Isto pode encurtar a vida útil do alternador. Esta condição é normalmente descoberta rapidamente, uma vez que a bateria não funcionará bem neste caso.
Quando os alternadores ou motores trabalham mais duramente, produzem mais calor. Os danos do alternador neste cenário são causados pelo calor. O isolamento dos enrolamentos do rotor pode ser danificado. A massa lubrificante dos rolamentos pode ser sobreaquecida, para citar alguns problemas. A maioria dos alternadores são concebidos para produzir a potência nominal máxima apenas por curtos períodos. O sistema foi concebido para que o alternador carregue a bateria durante menos de cinco minutos e depois caia para uma taxa de carga inferior a 10% da sua potência nominal máxima.
Para que um alternador funcione, é necessária uma bateria funcional. A corrente da bateria é necessária para energizar a bobina de campo que produz o campo magnético necessário para que o alternador produza energia. O alternador envia 5 amp-horas a cerca de 3000 RPM para a bateria e o balanço da sua produção vai para todos os outros sistemas do automóvel. A função principal de uma bateria de automóvel é ligar o veículo. Uma vez ligado, o alternador assume completamente o comando. No interior do alternador há uma série de díodos que convertem a corrente AC em corrente DC rectificada. Por vezes, estes díodos falham e passam corrente AC para o regulador e subsequentemente destroem o regulador. A bateria actua como um condensador de muito grande capacidade. Se a corrente contínua for aplicada, então armazena energia. Quando a CA é aplicada a um condensador em paralelo, actua como um curto-circuito destruindo ainda mais o regulador e cozinhando o enrolamento da bobina do alternador. Também tem o efeito de poder destruir seriamente a bateria, se não for reparada.