Questão de Engenharia Elétrica · FCC PGE-AM 2022 (nº 37)

Um relé é um componente que usa um eletroímã (uma bobina, que é uma carga indutiva) para abrir ou fechar contatos mecânicos. Quando a corrente que alimenta a bobina é subitamente interrompida (desenergização), a energia magnética armazenada na bobina é liberada rapidamente. Pela Lei de Lenz, a bobina gera uma tensão induzida de polaridade oposta, que pode ser muito alta (um pico de tensão), capaz de danificar o transistor que a controla. O diodo de roda livre (ou flyback diode) é um dispositivo de proteção que oferece um caminho seguro para essa corrente induzida, dissipando a energia e limitando o pico de tensão a um nível seguro.

• (A) Incorreta: Um capacitor não polarizado poderia atenuar picos de tensão, mas não é eficiente para dissipar a energia indutiva de uma bobina de relé. Ele apenas armazenaria a energia e a liberaria, podendo oscilar ou causar outros problemas, em vez de fornecer um caminho de recirculação para a corrente.
• (B) Incorreta: Um resistor de alto valor limitaria a corrente, mas não ofereceria um caminho de baixa impedância para a energia indutiva se dissipar rapidamente, e a tensão ainda poderia subir a níveis perigosos. Um resistor de baixo valor dissiparia muita energia quando o relé estivesse energizado.
• (C) Incorreta: Um diodo Zener com $V_z < V_{cc}$ (tensão Zener menor que a tensão de alimentação) estaria constantemente em condução reversa quando o relé estivesse energizado, causando um curto-circuito na bobina e impedindo o funcionamento do relé. Mesmo que $V_z > V_{cc}$, um diodo retificador simples é mais adequado e econômico para recircular a corrente indutiva.
• (D) Incorreta: Um fusível protege contra sobrecorrente, interrompendo o circuito em caso de falha. Ele não tem função de proteção contra picos de tensão induzidos por cargas indutivas.
• (E) Correta: O diodo retificador, quando polarizado reversamente durante a operação normal do relé, não interfere no circuito. Ao desenergizar o relé, a bobina inverte sua polaridade de tensão, fazendo com que o diodo seja polarizado diretamente. Ele então oferece um caminho de baixa resistência para a corrente indutiva "rodar livremente" através da bobina, dissipando a energia e efetivamente limitando o pico de tensão a aproximadamente $V_{cc} + 0.7V$ (tensão de condução direta do diodo), protegendo o transistor de acionamento.