A Fonte de Alimentação

Do princípio de conservação da energia, sabemos que máquina alguma pode produzir mais do que consome. O amplificador deve respeitar esse princípio fundamental da Física e, portanto, deve haver um componente que leve a todo o circuito quantidade de energia superior àquela necessária para seu funcionamento. Tal componente é a fonte de alimentação. A primeira tarefa de uma fonte de alimentação é justamente executar a retificação da corrente AC para DC, que é necessária em todo o circuito do amplificador.

Retificação

A energia que nos é fornecida pela rede elétrica pública é transmitida por uma onda senoidal de frequência constante (60 Hz no Brasil), a qual alterna entre a tensão positiva e a negativa em relação a um referencial neutro. Denominamos esse tipo de corrente como sendo Corrente Alternada ou CA, termo que é normalmente encontrado na abreviação inglesa: AC.

O resultado da retificação é uma sequência de pulsos positivos. Na retificação de onda completa a frequência dos pulsos é o dobro da frequência de alimentação. No processo de meia onda a frequência é igual à da rede pública.

A fonte então filtra a tensão pulsada DC para torná-la o mais constante possível, bem como para eliminar ruídos e interferências provenientes da rede elétrica.

Isolamento da Rede Pública

A segunda função da fonte de alimentação é isolar o circuito do amplificador da rede pública. A energia elétrica proveniente da rede têm o potencial da Terra como referência de zero volts. O amplificador valvulado trabalha com altas tensões, e normalmente utiliza o chassi do amplificador como referência de zero volts. Se este chassi estiver referenciado, de alguma maneira, à rede pública e não houver aterramento adequado no local, o músico, ao tocar as cordas metálicas, microfones e outros condutores comuns nos palcos e estúdios, poderá servir como referência de terra também, colocando sua segurança em risco. A fonte de alimentação emprega um transformador isolador para separar o potencial de referência da rede pública daquele encontrado no circuito do amplificador. Apenas o terra de segurança deve encontrar-se interligado ao chassi.

Este fato torna obrigatório o uso de transformadores isoladores em todos os aparelhos elétricos onde há contato direto do usuário com partes do circuito; as cordas da guitarra, por exemplo. Alguns rádios antigos não possuíam transformadores isoladores para alimentação. Como resultado, ficaram famosos pelos choques elétricos que ocasionavam quando tocados inadvertidamente em alguma parte condutora do aparelho, como seu chassi. Estes rádios eram popularmente chamados de “rádios rabo quente” por diversos motivos, entre eles o fato do fio de alimentação ser levemente resistivo e assim trabalhar morno, bem como os já mencionados choques elétricos devidos à falta de isolamento. Os transformadores isoladores são, naturalmente, maiores e mais pesados que sua contrapartida não isoladora (os chamados autotransformadores). São, também, financeiramente mais caros.

Alimentação de Alta Tensão – HT

A fonte de alimentação deve ser capaz de elevar a tensão da rede pública, dos típicos 110V ou 220V a voltagens estabilizadas da ordem de 400 a 800 Volts DC encontradas na maioria dos amplificadores para guitarra. Este circuito, o qual funciona com > 50 V, chamamos do “circuito de alta tensão” do amplificador, ou circuito HT. Em termos normativos, a NBR 14039 define como sendo de “média tensão” as linhas com potenciais entre 1000 V e 36,2 kV (ABNT. 2005) ou seja, refere-se a potenciais acima daqueles encontrados em nossos amplificadores. Portanto o termo “alta tensão” no contexto de um amplificador para guitarra é usado apenas para diferenciá-lo da baixa tensão de calefação – não será utilizado neste texto de acordo com parâmetros formais utilizados no Brasil. O circuito HT também alimenta as válvulas de pré-amplificação, normalmente por meio do mesmo circuito da(s) válvula(s) de potência, porém usando filtros resistivos/capacitivos (RC), os quais além de filtrar, rebaixam a tensão para a faixa de 220 a 300 VDC. A alta tensão é necessária devido às características físicas e elétricas das válvulas termiônicas as quais devem ser capazes de acelerar os elétrons do catodo rumo à placa.

A tensão que alimenta as válvulas de potência é muitas vezes denominada +B, termo que têm origem nos primeiros rádios valvulados que eram alimentados por 2 ou 3 baterias: bateria “A” para baixa tensão, bateria “B” para alta tensão e “C” para tensão de bias.

Alimentação de Baixa Tensão – LT

As válvulas exigem baixa tensão para aquecimento do filamento ou catodo. Essa tensão pode ser de 5 V (AC ou DC) no caso de válvulas retificadoras, 6.3 volts no caso de válvulas de potência e pré-amplificação ou ligações em série de 12.6 volts no caso das válvulas da família 12A*7 (T, U, X e Y sendo as mais comuns para guitarra).

Alguns modelos de válvulas para rádios eram construídas para terem seu filamento de calefação ligado em série com outras válvulas e, assim, somadas, serem ligadas diretamente à rede de alimentação de 110-127 V dos Estados Unidos. Estas normalmente possuíam tensões de calefação de 50 volts, por exemplo, porém não são utilizadas atualmente em amplificadores para instrumentos musicais.

Nota: Quando as válvulas utilizam a nomenclatura norte-americana composta por prefixo numérico e modelo alfabético, como 12AX7, 6L6, 5Y3, o prefixo numérico indica a tensão de calefação. As válvulas 12AX7 possuem filamento de 12V com conexão central (“center-tap”) de modo que podem ser utilizadas com 6V.

Alimentação de Tensão de Bias

Os amplificadores que utilizam bias fixo exigem que a fonte de alimentação forneça tensão DC negativa para polarização das válvulas de potência. A tensão de bias é sempre muito discutida por proprietários de amplificadores valvulados pois requer verificação e, possívelmente, ajuste, sempre que as válvulas de potência forem substituídas ou um longo período passar após a última verificação. O ajuste ideal de bias na formação do timbre do amplificador também é fonte de debate entre técnicos e, por vezes, desses com os próprios músicos.

A tensão negativa é capaz de controlar o fluxo de corrente através das válvulas de potência (essa característica torna possível a amplificação). Quando há falha na alimentação da tensão de bias, as válvulas em um amplificador de guitarra aproximam-se da condução máxima de corrente e, caso a tensão não seja rapidamente controlada, estas se autodestroem. Portanto, a tensão de bias é de crucial importância no funcionamento das válvulas, especialmente aquelas do amplificador de potência.