Aprenda noções básicas de elétrica automotiva

Sistema elétrico automotivo

Atualizado em 29 de março de 2021

Quer aprender noções básicas de elétrica automotiva? Aqui você vai aprender sobre os circuitos elétricos e os principais componentes dos veículos atuais.

E assim,  se orientar sobre o sistema elétrico automotivo que vem fazendo uma verdadeira revolução no automóvel, tanto no que diz respeito a segurança, conforto e conveniência como em seu processo de manutenção preventiva, corretiva e diagnóstico de falhas.

 

Sistema elétrico automotivo

O sistema elétrico do carro está dividido em circuitos com diferentes funções, por vezes, comandados pelo interruptor da ignição e, na maior parte dos casos, protegidos por fusíveis. Uma das extremidades desses circuitos está ligada, através de interruptores, a um dos polos da bateria e a outra ligada à carroceria ou ao chassi, isto é, à massa (terra). Deste modo, os circuitos se completam através da carroceria, que desempenha a função de condutor de retorno.

Neste tipo de ligação à massa não só reduz a quantidade de fios, mas também reduz a possibilidade de interrupção no circuito elétrico automotivo, simplifica a localização de eventuais avarias e a instalação de extras.

Centenas de metros de condutores de eletricidade veicular ainda unem diversos componentes dos veículos que deixam as atuais linhas de montagem. Recorre-se aos fios de diferentes diâmetros para possibilitar a passagem da corrente necessária, sem causar aquecimento. Na ligação entre o motor de arranque e a bateria, por exemplo, utiliza-se um fio de diâmetro muito maior do que os demais, porque a corrente que o atravessa atinge de 300A a 400A.

Toda a fiação do veículo, exceto as ligações à massa, à bateria e aos cabos de alta tensão da ignição, apresenta cores diversas, que correspondem a uma identificação, a fim de permitir o rápido reconhecimento dos circuitos na realização de diagnósticos e reparações.

A figura abaixo apresenta simbolicamente as diversas funções que fazem parte do sistema elétrico do veículo

Sistema elétrico automotivo
Funções que fazem parte do sistema elétrico do veículo

Agora podemos observar um exemplo de esquema elétrico com os principais componentes que formam o circuito elétrico automotivo.

Ilustração esquema elétrico com os principais componentes que formam o circuito elétrico automotivo
Esquema elétrico com os principais componentes que formam o circuito elétrico automotivo

Esquemas elétricos 

Têm por finalidade representar claramente os circuitos da parte elétrica automotiva, permitindo a visão analítica das partes e do conjunto. A interpretação eficiente dos diagramas elétricos dos veículos requer atenção a alguns aspectos muito importantes: conhecimento da simbologia e identificação e localização dos pontos de alimentação.

Através dos Esquemas Elétricos, é possível compreender o funcionamento sequencial dos componentes, suas funções e interações, conforme os padrões estabelecidos e a localização física dos elementos.

Para maiores detalhes sobre leitura e interpretação de esquemas elétricos, acesse o nosso artigo sobre esquema elétrico automotivo. Além destas informações, esse artigo traz um estudo de caso sobre sua aplicação prática no diagnóstico de falhas.

Principais componentes que fazem parte do sistema elétrico automotivos

A partir de agora veremos os principais componentes elétricos automotivos. 

Qual a função da bateria no veículo?

A bateria é um acumulador elétrico que armazena energia sob a forma química e posteriormente a converte em energia elétrica. 

A principal função de uma bateria automotiva é fornecer energia elétrica ao motor de partida e ao sistema de ignição do veículo. e ainda:

  • Alimentar todo o sistema elétrico quando o motor não estiver em funcionamento;
  • Auxiliar o alternador por tempo determinado, alimentando os equipamentos do veículo se por algum motivo, ele deixar de funcionar;
  • Estabilizar a tensão do sistema elétrico como um todo.

Identificação da bateria:

  • 12V – Tensão nominal da bateria.
  • 64 Ah (Ampere-hora) ÷ 20 h = 3,2 A (corrente constante de descarga).
  • Se a bateria levar 20h para sair dos 12,6V e chegar a 10,5V, ela tem 60Ah; 
  • Se levar mais de 20h, a bateria tem maior capacidade em Ah; 
  • Se levar menos de 20h, a bateria tem menor capacidade em Ah.
  • RC (Reserva de Capacidade) 

A bateria plenamente carregada, independente da capacidade em Ah, é descarregada com corrente constante de 25 A até uma tensão final de 10,5V, submetida à temperatura ambiente.

O importante, nesse caso, é o valor obtido em minutos que a bateria suportou a descarga. Quanto maior a capacidade de reserva, maior o tempo que suportará descarregar com essa corrente constante. O teste simula o tempo que a bateria pode alimentar os acessórios de um veículo com motor desligado.

  • CCA (Cold Cranking Amp = Corrente de Partida a Frio) 

Este teste indica a corrente máxima que a bateria fornece à partida. Quanto maior o valor do CCA, melhor será o desempenho da bateria.

Regulamentado pela norma internacional SAE J537, o teste do CCA determina a corrente elétrica fornecida pela bateria durante 30 segundos, mantendo a tensão final maior ou igual a 7,2 Volts sob uma temperatura de -18º C ou 0º Fahrenheit.

O sistema elétrico do veículo como um todo requer maior energia para partida em baixas temperaturas, exigindo mais da bateria durante sua descarga. O teste determina a capacidade que a bateria tem de fornecer a corrente/tensão especificada nessas condições.

Destaque das principais características técnicas da bateria automotiva.  

ilustração das principais características técnicas da bateria automotiva
Características técnicas da bateria automotiva

Qual a função do alternador no veículo?

A função do alternador no veículo é de alimentar todos os consumidores de energia elétrica e ainda recarregar a bateria, sendo acionado pelo motor por meio de correias e polias. Para isso, o alternador transforma energia mecânica proveniente do motor do veículo em energia elétrica por magnetismo: um condutor elétrico que “corta” as linhas de força de um campo magnético induz uma tensão elétrica (força eletromotriz).

O condutor elétrico, representado pelo enrolamento do “estator”, é estacionário e o elemento responsável pelo campo magnético efetua o movimento de rotação, daí o nome de “rotor”. 

Como os polos do campo magnético modificam constantemente a sua posição em virtude da rotação, forma-se no condutor uma tensão com valores que se alternam, ou seja, uma tensão alternada, que será retificada pelos diodos antes de ser enviada à bateria e aos demais consumidores.

Quando o motor entra em funcionamento, o alternador supre as necessidades de energia elétrica do veículo e também recarrega a bateria.

Quando o motor estiver parado, a tensão da bateria, em situação normal é de 12 Volts. Com o alternador em funcionamento, a tensão passa a ser de 13,5 a 14,8 Volts.

Principais componentes do alternador
Alternador com seu principais componentes
  1. Mancal de acionamento
  2. Polia
  3. Rotor
  4. Mancal do Coletor
  5. Regulador
  6. Reficador
  7. Estator

Para saber como fazer a manutenção de alternador, ver detalhes do funcionamento e identificar os componentes envolvidos no sistema de carga do veículo sob análise em sua oficina, basta acessar o manual ELECTRA presente no SIMPLO e abrir o esquema elétrico do sistema, como podemos observar a seguir.

Sistema de Carga

Motor de partida 

Motores de combustão não dispõem de força própria para sua partida, necessitando de um dispositivo impulsor, ou seja, um motor de partida. Na partida, há uma grande resistência devido à compressão e ao atrito dos componentes móveis do motor. A resistência por atrito será maior, quanto mais frio se encontrar o motor.

Os principais componentes do motor de partida são: motor elétrico (alguns tipos possuem caixa de redução), chave magnética (alguns tipos possuem relé de comando adicional) e sistema mecânico de engrenamento do pinhão.

Ilustração dos principais componentes do motor de partida
Principais componentes do motor de partida

No manual Simplo ELECTRA vemos o esquema elétrico do sistema de partida, observe o exemplo abaixo.

Ilustração do sistema de partida
Sistema de partida

Centrais de distribuição elétrica

O sistema elétrico do carro hoje em dia possui, geralmente, duas centrais de distribuição de energia, onde se encontram fusíveis e relés dos diversos circuitos eletroeletrônicos do veículo: Central elétrica do vão do motor (CVM) e central elétrica do painel (CP).

As imagens a seguir, demonstram, respectivamente, a central do vão do motor e do painel. 

Ilustração da central elétrica do motor UCE
Central elétrica do motor (UCE)
Ilustração da central elétrica do interior do veículo
Central elétrica do interior do veículo IEC

No SIMPLO em seu manual ELECTRA são exibidos de forma simplificada a função de todos os fusíveis e relés presente nas centrais de distribuição elétrica.

Ilustração da central elétrica do vão do motor
Central elétrica do vão do motor
Tabela lista de fusíveis
Tabela lista de fusíveis

Fusíveis 

Um curto-circuito pode causar danos devido a reações violentas de dissipação de energia. Com a finalidade de evitar maiores prejuízos causados por eventuais curtos-circuitos, são instalados nos circuitos elétricos elementos de segurança projetados para proteção dos demais componentes em caso de sobrecarga: os fusíveis. 

Quando recebem corrente elétrica acima da especificada, os fusíveis (autodestrutivos) são inutilizados, deixando assim o circuito elétrico aberto para preservar os demais componentes.

Interruptores 

A função dos interruptores é comandar o funcionamento dos circuitos elétricos. Quando abertos ou desligados, os interruptores provocam a abertura em um dos condutores da corrente elétrica. Assim, o circuito elétrico deixa de corresponder a um caminho fechado, porque um dos polos provenientes da bateria (positivo) está desconectado do circuito e não há circulação da corrente elétrica.

Quando o interruptor está ligado, seus contatos estão fechados, tornando-se um condutor de corrente. Nessas condições, o circuito constitui novamente um caminho fechado por onde circula a corrente elétrica.

Observe uma seção do esquema elétrico dos faróis, destacando o interruptor do farol e das setas, esse esquema está presente no manual ELECTRA.

tabela sistema dos faróis
Sistema dos faróis

Relés

Em alguns circuitos de corrente elétrica elevada, são utilizados interruptores magnéticos, denominados relés. Os relés são eletroímãs que agem como dispositivos de economia, funcionalidade e segurança, evitando a queda de tensão, o que garante um bom funcionamento dos componentes dos componentes elétricos automotivos.

A seguir vemos um relé genérico, destacando seus componentes internos.

Ilustração relé genérico
Relé genérico

Um relé simples possui normalmente quatro pontos de ligação, sendo dois para a corrente de comando (linhas 85 e 86) e dois para a corrente de trabalho (linhas 30 e 87). 

Ilustração dos pontos de ligação relé
pontoes de ligação relé

O pulso ou sinal para que o relé seja ativado vem do interruptor para o comando eletrônico temporizado que determina o período em que o mesmo deve permanecer ligado, alimentando o componente consumidor.

Os relés de comando eletrônico são usados nos circuitos dos indicadores de direção e de advertência, do temporizador do limpador de para-brisa e de plena potência para veículos com ar-condicionado e transmissão automática, etc.

A seguir podemos observar a aplicação de vários relés no circuito de controle do eletroventilador do radiador, observe que o controle de acionamento dos relés é feito pela central de controle do motor. 

Ilustração da aplicação dos relés
Aplicação dos relés

Esperamos que com essas noções básicas de eletricidade automotiva você possa ter uma ideia de como funciona o sistema elétrico automotivo. Agora, caso você pretenda se tornar um eletricista de automóveis, recomendamos que faça um curso de elétrica automotiva. 

Ficou com alguma dúvida sobre as noções básicas da eletricidade automotiva ou tem algo a mais que a gente possa acrescentar? Esperamos sua participação através dos comentários.