Uma bateria fraca pode destruir um alternador?

Ouvi uma história de que uma bateria fraca do veículo pode destruir um alternador ou fazer com que um alternador falhe mais cedo.

Isso é verdade ou é em grande parte ficção?

É difícil responder à sua pergunta sem você conhecer o funcionamento interno de um alternador.

O básico. Se você mover um campo magnético perto de uma bobina de fio, os elétrons no fio ficam excitados e a eletricidade será produzida. A quantidade de eletricidade produzida depende do tamanho do campo magnético e de sua velocidade. Quanto maior o campo e mais rápido ele se move, mais eletricidade é produzida. Além disso, se você 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 tensão e retificador de ponte.

• O rotor é a parte que gira. No rotor há uma bobina de arame. Ao enviar uma corrente por esse fio, um campo magnético é criado. Girando o rotor, um campo magnético em movimento é criado. Como o rotor está girando, são necessários dispositivos conhecidos como anéis coletores para enviar corrente ininterrupta ao rotor. Os anéis coletores são anéis sólidos de latão ou cobre que possuem escovas de carvão estacionárias com mola.
• O regulador de tensão controla a tensão do sistema. O regulador de tensão envia corrente ao rotor através das escovas de carvão e dos anéis coletores. Eles trabalham em conjunto. Se a tensão do sistema estiver baixa, o regulador de tensão enviará mais corrente ao rotor. Se a tensão do sistema estiver muito alta, o regulador de tensão enviará menos corrente ao rotor.
• O estator é a bobina estacionária de fio que é excitada pelo campo magnético giratório do rotor. Na realidade, existem 3 bobinas de fio separadas no estator, separadas por 120 graus. A saída do estator é corrente alternada (CA).
• O retificador de ponte converte a CA em corrente contínua (CC) que o carro pode usar.

Todo o sistema foi projetado para fazer duas coisas. Primeiro, reabasteça a bateria depois de ligar o motor. Segundo, forneça energia para o resto do carro. A maneira como tudo funciona em conjunto é que o regulador de tensão detecta a tensão do sistema e ajusta a corrente do rotor de acordo. Quando, por exemplo, as luzes dianteiras são acesas, isso apresenta uma carga maior e diminui a tensão do sistema. O regulador de tensão detecta isso e ajusta a corrente do rotor de acordo. Então você passa por alguém na estrada e pressiona o acelerador. Isso acelera o motor e a tensão do sistema aumenta. O regulador de tensão baixa a corrente do rotor para diminuir a tensão do sistema. Este jogo de gato e rato continua constantemente no sistema de carregamento.

Quando um alternador é classificado para uma saída de corrente específica, digamos 100 amperes, essa classificação é de 2000 RPM. O alternador pode fazer confortavelmente 100A a 2000 RPM. É projetado dessa maneira porque o cruzeiro típico é de cerca de 2000 RPM. Em marcha lenta, o rotor está girando mais devagar e o alternador é incapaz de tornar sua corrente nominal máxima. Em modo inativo, é quando um sistema de carregamento pode ter problemas.

Uma bateria é um porco. Uma bateria terá toda a corrente que deseja e não menos. A corrente que deseja é proporcional ao seu estado de carga. Uma bateria descarregada ou fraca está com muita fome de corrente.

Para reunir tudo, quando um carro tem uma bateria fraca, essa bateria precisará de muita corrente. A demanda atual da bateria diminui a tensão do sistema, de modo que o regulador de tensão compensa enviando mais corrente pelo rotor. Em marcha lenta, o alternador é incapaz de gerar a corrente necessária. Por esse motivo, a tensão do sistema cai ainda mais e o regulador de tensão envia a corrente máxima através do rotor.

Essa condição de carga máxima e velocidade mínima é onde o desgaste acontece. Na velocidade mínima, a quantidade mínima de resfriamento está disponível no ventilador embutido. Na carga máxima, o regulador de tensão empurra a quantidade máxima de corrente pelo rotor e pelas escovas e anéis coletores. As escovas e os anéis deslizantes esquentam e, sem refrigeração adicional disponível do ventilador, eles se desgastam mais rapidamente.

Se a RPM for aumentada para mais de 2000, a situação melhorará, pois mais resfriamento está disponível e a corrente no rotor diminui. Infelizmente, isso moverá o ponto de desgaste das escovas para o retificador em ponte, porque agora ele precisa retificar a corrente máxima. Isso é preferível, no entanto, como o retificador em ponte é um componente de estado sólido e está muito menos sujeito a desgaste.

Absolutamente sim. Eu vendo alternadores o dia todo, todos os dias - e uma bateria fraca geralmente é a causa principal da falha do alternador.

Uma bateria com pouca carga fará com que o alternador funcione com potência máxima por longos períodos de tempo, se não continuamente - e eles não foram projetados para isso. Alternadores de todo o mundo são construídos para fornecer uma alta corrente inicial, diminuindo conforme a corrente usada para dar partida no veículo é reabastecida. A operação constante com saída total simplesmente os superaquece e os retificadores falham. * Veja a edição abaixo

Se a sua bateria for 'Circuito Aberto', o alternador não começará a carregar ou saltará erraticamente de baixa a alta tensão. Isso faz com que o regulador falhe prematuramente (ou imediatamente!)

Uma bateria que simplesmente não aceita carga não causa necessariamente falha prematura do alternador, a menos que esteja permanentemente em baixa tensão; nesse caso, consulte a seção 'em curto' acima.

Espero que ajude?

* EDIT: Alguns alternadores comerciais e marítimos maiores são projetados para funcionar com potência máxima constantemente, mas não sinto que você esteja falando deles :) Em 16 anos vendendo peças para alternadores, nunca ouvi falar dos pincéis desgaste excessivo e a graxa nos rolamentos superaquecendo devido à alta corrente de carga em marcha lenta. Esses problemas são causados ​​por outros problemas que não estão no escopo desta pergunta.

Uma bateria com um curto-circuito interno, geralmente uma das placas se soltou e está tocando sua placa vizinha, fazendo com que o alternador trabalhe muito mais do que o normal. Isso pode reduzir a vida útil do alternador. Essa condição geralmente é descoberta rapidamente, pois a bateria não funciona bem nesse caso.

Quando alternadores ou motores trabalham mais, eles produzem mais calor. O dano do alternador neste cenário é causado pelo calor. O isolamento nos enrolamentos do rotor pode ser danificado. A graxa nos mancais pode ser superaquecida para citar alguns problemas. A maioria dos alternadores é projetada para produzir a potência nominal máxima por apenas curtos períodos. O design do sistema é para o alternador carregar a bateria por menos de cinco minutos e depois cair para uma taxa de carga inferior a 10% da sua potência nominal máxima.

Para que um alternador funcione, é necessário uma bateria funcional. A corrente da bateria é necessária para energizar a bobina de campo que produz o campo magnético necessário para o alternador produzir energia. O alternador envia 5 amp-horas a cerca de 3000 RPM para a bateria e o saldo de sua saída vai para todos os outros sistemas do automóvel. A principal função de uma bateria de carro é dar partida no veículo. Uma vez iniciado, o alternador assume o controle completamente. Dentro do alternador, há uma série de diodos que convertem a corrente CA em corrente CC retificada. Às vezes, esses diodos falham e passam a corrente CA para o regulador e subsequentemente a destruição do regulador. A bateria funciona como um capacitor de capacidade muito grande. Se o CD for aplicado, ele armazenará energia. Quando a CA é aplicada a um capacitor em paralelo, ela age como um curto-circuito, destruindo ainda mais o regulador e cozinhando o enrolamento da bobina do alternador. Isso também tem o potencial de destruir seriamente a bateria, se não for reparada.