<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD><TITLE></TITLE>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=iso-8859-1">
<META content="MSHTML 6.00.2900.3603" name=GENERATOR></HEAD>
<BODY><!-- Converted from text/plain format -->
<P align=center><B><FONT face=Arial size=6>BALUN</FONT></B></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=1>Por PY4ZBZ&nbsp; em 25-02-2007&nbsp; 
rev. 29-09-2008</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Verdana></FONT>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Definições:</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>O <B>BALUN </B>é um dispositivo que permite 
interligar um <B>circuito BALANCEADO</B> a um <B>circuito DESBALANCEADO</B> ou 
vice-versa. Em inglês: "<B>BAL</B>ANCED" e "<B>UN</B>BALANCED", donde o nome 
<B>BALUN</B>.</FONT></P>
<P align=center><IMG height=250 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balung.GIF" width=620 border=0></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial>No texto seguinte, a palavra <B>"terra"</B> 
(entre aspas) se refere a um ponto comum de <B>referencia de potencial</B>, que 
pode ser a própria terra, ou qualquer outro condutor ou massa condutora usada 
como referencia de potencial, como&nbsp; por exemplo, chassis de um equipamento 
ou blindagem de um cabo coaxial, mesmo que não ligados eletricamente à 
terra.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=5><B>Circuito BALANCEADO:</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Um <B><FONT size=3>circuito elétrico é 
balanceado </FONT></B>quando os seus <B>dois </B>condutores (ida e retorno) ou 
terminais, tem potencial (tensão) <B>simétricos</B> (<B>Vb </B>e<B>Vb'</B> na 
figura acima) em relação ao "terra", ou seja, cada terminal tem instantaneamente 
o<B> mesmo</B> potencial do outro, em relação ao "terra", e com <B>sinal 
trocado</B>. Por exemplo, se num determinado instante um terminal tem <B>+</B>10 
V em relação ao "terra", o outro terá&nbsp;<B> -</B>10 V. A tensão que interessa 
mesmo é a diferença entre Vb e Vb', chamada tensão diferencial <B>Vd</B>. A 
média entre Vb e Vb' deve ser zero e é chamada de tensão em <A 
href="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun.htm#c">modo comum</A>. O nome 
balanceado é por analogia a balança de pratos, onde um deles está sempre em 
posição simétrica em relação ao outro, com referencia a horizontal. E ainda, num 
circuito balanceado, os dois condutores ou componentes do circuito são sempre 
<B>idênticos</B>, apresentando as mesmas característica elétricas, como 
capacitâncias em relação ao "terra", etc...Um exemplo de circuito balanceado é a 
antena <B>dipolo</B> de meia onda com alimentação no centro. Num circuito 
balanceado, nenhum dos dois terminais pode ser conectado ao "terra" (sem algum 
prejuízo ao seu correto funcionamento), pois ambos tem tensão em relação ao 
"terra". Um secundário de transformador com derivação central ligada ao "terra", 
é outro exemplo de circuito balanceado: os dois extremos do enrolamento tem 
sempre tensões iguais e com sinais opostos em relação ao "terra". Outro exemplo 
de circuito balanceado é a <B>linha bifilar</B> de transmissão, onde os dois 
condutores são idênticos e isolados da terra.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=5><B>Circuito 
DESBALANCEADO:</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>O<FONT size=4> </FONT><FONT size=3><B>circuito 
desbalanceado</B> </FONT>se caracteriza por ter um dos terminais (ou condutores) 
ligado ao "terra", sendo que apenas um dos condutores tem tensão (Vu na figura 
acima) em relação ao "terra". Os dois condutores (ida e retorno) de um circuito 
elétrico desbalanceado são<B> diferentes</B>, sendo geralmente um deles 
(retorno) é a "massa", chassis, blindagem, ou plano terra do circuito. Um 
exemplo de circuito desbalanceado é o <B>cabo coaxial</B>, que é feito com dois 
condutores diferentes, o interno e a blindagem. A blindagem, mesmo que não 
ligada à terra, serve de referencia de potencial para o condutor interno. 
Somente o condutor interno tem potencial em relação ao "terra", a blindagem não 
(em condições normais). A maioria dos circuitos eletrônicos comuns, como 
amplificadores, osciladores, etc..., são circuitos desbalanceados (embora possam 
ser realizados de forma balanceada, ao custo de necessitarem o dobro de 
componentes).</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial>Não vou explicar aqui as vantagens e 
desvantagens de circuitos balanceados e desbalanceados, pois são <B>muitas</B> e 
dependem da aplicação. Um exemplo típico de uso de balun é para ligar uma antena 
dipolo de meia onda comum (que é um circuito balanceado) a um cabo coaxial (que 
é um circuito desbalanceado). Quando se faz esta conexão sem uso de balun, 
haverá uma circulação de corrente extra na blindagem do cabo, devido ao 
potencial existente nos dois terminais do dipolo, o que causa&nbsp; uma serie de 
efeitos (as vezes prejudiciais) como a irradiação pelo próprio cabo coaxial, o 
que deforma o diagrama de radiação da antena, entre outros.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Na pratica, existem muitas de formas de 
fabricar um BALUN, como por exemplo, o uso de transformadores banda larga com 
núcleo a ar ou de ferrite, circuitos sintonizados acoplados e tocos de cabos 
coaxiais (e outros ainda). Os dois últimos exemplos tem a desvantagem de 
funcionar em apenas uma banda&nbsp; estreita de freqüências.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=4><B>Exemplos de BALUN feitos com tocos de 
cabos coaxiais.</B></FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=3>Um BALUN muito usado é o <B>1 para 4 (ou 
4/1)</B></FONT><FONT face=Arial size=3>. Esta relação de 1/4 ou 4/1 se refere ao 
fato de que, além da função obvia de <B>BALUN</B>, ainda funciona como 
<B>transformador de impedância</B>, transformando a impedância do lado 
desbalanceado em outra <B>4 vezes</B> maior do lado balanceado, ou ainda, 
transforma a impedância do lado balanceado em outra <B>4 vezes</B> menor do lado 
desbalanceado. A figura seguinte mostra o circuito correspondente:</FONT></P>
<P align=center><IMG height=250 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun1p4.GIF" width=620 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Se for feito com cabos com <B>Zo</B> 
(<B>impedância característica</B>) de 50 ohms, apresentará 50 ohms do lado 
desbalanceado e 200 ohms do lado balanceado. Se for feito com cabos de 75 ohms, 
transformará 75 em 300 e vice-versa. Observe que do lado balanceado não tem 
conexão nenhuma com terra ou as blindagens dos cabos. Veja uma foto desse tipo 
de balun <A 
href="http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/lecher.htm#b">aqui</A>.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial>A figura seguinte mostra um circuito que é 
realmente apenas <B>BALUN</B>, pois não causa nenhuma transformação de 
impedância, donde o apelido 1/1:</FONT></P>
<P align=center><IMG height=250 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun1p1.GIF" width=620 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Novamente, se os cabos usados tiverem 
impedância característica Zo de 50 ohms, o BALUN permitirá ligar um circuito 
balanceado de 50 ohms a um circuito desbalanceado de 50 ohms. Se forem de Zo = 
75 ohms, os circuitos também deverão ser de 75 ohms.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Como foi mencionado anteriormente, a 
desvantagem desse tipo de realização pratica de balun, com tocos de cabo 
coaxial, é que funciona apenas numa <B>faixa estreita de freqüências</B>, da 
ordem de 5% da freqüência central de projeto, pois o comprimento dos tocos de 
cabo depende da freqüência.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Veja <A 
href="http://www.i0qm.org/pdf/I0QM_BALUN.PDF">aqui um artigo</A> sobre o 
funcionamento dos baluns mencionados anteriormente.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><B><FONT face=Arial size=4>Calculo dos comprimentos dos 
cabos.</FONT></B></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial>Os BALUNs acima requerem cabos com <B>1/4 e 3/4 
de onda</B> de <B>comprimento elétrico</B> para o BALUN 1/1 e de <B>1/2 onda</B> 
de <B>comprimento elétrico</B> para o BALUN 1/4.&nbsp;</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>&nbsp;Como transformar <B>comprimento 
elétrico</B> de um cabo para <B>comprimento físico</B> ?</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>É simples: É sabido que o comprimento de uma 
onda eletromagnética no vácuo ou no ar é igual a velocidade da luz dividida pela 
freqüência da onda. Com a freqüência <B>F</B> em <B>megahertz (MHz)</B>, teremos 
o comprimento da onda em <B>metros</B> usando a formula seguinte:</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial size=4><B>comprimento de onda no ar </B>(em 
metros)<B> = 300 / F </B>(MHz)</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Portanto:</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>3/4 de comprimento de onda no ar = 225 / 
F&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </B>(pois 3/4 de 300 = 225)</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>1/2 comprimento </B><B>de onda no ar = 150 / 
F&nbsp;&nbsp;&nbsp;</B><B>&nbsp;</B> (pois 1/2 de 300 = 150)</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>1/4 de comprimento </B><B>de onda no ar = 75 
/ F&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </B>(pois 1/4 de 300 = 75)</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Repetindo: comprimento em metros e freqüência 
em MHz.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Como a <B>velocidade de propagação num cabo 
coaxial, com isolante diferente do ar, é menor que a velocidade da luz</B>, 
temos que multiplicar o comprimento no ar pelo fator de velocidade do cabo para 
termos o <B>comprimento da onda no cabo</B>. Por exemplo, o fator de velocidade 
do cabo RG58 é de <B>0,67</B>, ou ainda, é <B>67% </B>da velocidade da luz. 
Cabos com isolante do tipo "celular", que é uma mistura de polietileno com ar, 
esse fator é de 0,81 ou 81% da velocidade da luz. O fator de velocidade é 
fornecido pelo fabricante do cabo, e é devido UNICAMENTE ao isolante existente 
entre condutor interno e a blindagem.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Então temos:</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Comprimento físico do cabo 
=&nbsp;</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>comprimento elétrico x comprimento da onda 
no ar x fator de velocidade do cabo.</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Exemplos:</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Vamos calcular o comprimento físico dos cabos 
usados nos BALUNs acima, para a freqüência de <B>146 MHz</B> e cabo <B>RG58, com 
fator de velocidade de 67%</B>:</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Cabo de 1/4 de onda</B>:&nbsp; 0,67 x 75 / 
146 = 0.344 m ou 34,4 cm</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Cabo de 1/2 onda</B>:&nbsp; 0,67 x 150 / 146 
= 0,688 m ou 68,8 cm</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>Cabo de 3/4 de onda</B>:&nbsp; 0,67 x 225 / 
146 = 1,03 m ou 103 cm</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>A titulo de comparação: o <B>comprimento da 
onda</B> de <B>146 MHz</B> é de 300/146=<B>2,05 metros no ar</B>.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=4><B>BALUN tipo bazooka ou 
sleeve.</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Este BALUN é mais pratico de ser construído 
para VHF e UHF, Consiste em colocar o cabo coaxial, do lado do dipolo, dentro de 
um tubo de metal, com 1/4 de comprimento de onda, cuja extremidade oposta ao 
dipolo é ligada à blindagem do cabo coaxial, como mostra a figura 
seguinte:</FONT></P>
<P align=center><IMG height=320 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balbazok.GIF" width=620 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Deve existir um espaço de ar entre o cabo e a 
parede interna do tubo. O diâmetro interno do tubo deve ser pelo menos o dobro 
do diâmetro externo&nbsp; do cabo coaxial. O tubo deverá ter 1/4 de comprimento 
de onda no ar. O cabo deve ficar bem centrado dentro do tubo e sem nenhum 
contato elétrico com o tubo, exceto do lado onde é ligado a blindagem do cabo. 
Obviamente, esse BALUN também é de banda estreita e não causa transformação de 
impedância. O tubo forma, junto com a blindagem do cabo coaxial, um cabo coaxial 
de 1/4 de onda. Como um lado está em curto, o outro tem impedância infinita, 
bloqueando assim a <A 
href="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun.htm#c">corrente de modo 
comum.</A></FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=4><B>Exemplos de BALUN banda larga feitos 
com transformadores.</B></FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial size=3>A figura seguinte é um exemplo de BALUN 
1/1 , banda larga, com núcleo de ar, para ondas curtas. Os 3 enrolamentos devem 
ter o mesmo numero de espiras, para que não haja transformação de 
impedancia:</FONT></P>
<P align=center><IMG height=550 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun7.gif" width=750 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Para as bandas de 20 até 10 metros, cada 
enrolamento tem 10 espiras, como mostrado na figura acima, com três cores 
diferentes, formando um enrolamento trifilar. A forma da bobina é um tubo de PVC 
de 25 a 40 mm de diâmetro. Para operar a partir de 80 metros, cada enrolamento 
terá 15 espiras. O diâmetro do fio isolado não é crítico, desde que suporte a 
corrente proporcionada pela potencia do sinal TX.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><FONT face=Arial>A figura seguinte é um exemplo de BALUN 4/1 , 
banda larga, para ondas curtas, com núcleo toroidal de ferrite:</FONT></P>
<P align=center><IMG height=350 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/Balt41.gif" width=600 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Esse balun pode ser montado também na forma 
trifilar para ser 1/1, usando o mesmo esquema do balun 1/1 anterior, mas com o 
numero de espiras da tabela acima, para cada enrolamento, de acordo com a 
potencia máxima suportada pelo núcleo.</FONT></P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center>&nbsp;</P>
<P align=center><B><FONT face=Arial size=4>BALUN banda larga tipo 
choque.</FONT></B></P>
<P align=center><FONT face=Arial>O BALUN seguinte é feito com o próprio cabo 
coaxial que alimenta a antena, e deve estar situado próximo a antena. A 
indutância criada pelo enrolamento feito com o cabo impede (ou reduz) a <A 
href="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/balun.htm#c">corrente de modo comum</A> 
que circularia na blindagem do cabo na ausência do BALUN :</FONT></P>
<P align=center><IMG height=290 
src="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/bbbalun1.jpg" width=358 border=0></P>
<P align=center><FONT face=Arial>O BALUN é uma bobina feita com o próprio cabo, 
com diâmetro da ordem de 10 cm para cabos finos com RG58 e da ordem de 15 cm 
para cabos grossos com o RG213. Para operar de 3,5 a 30 MHz, bastam 10 espiras. 
Acima de 14 MHz, bastam 8 espiras. Pode ser usado também em VHF, fazendo uma 
bobina helicoidal de 5 espiras sobre um cilindro isolante com o menor diâmetro 
possível para não forçar muito o cabo.</FONT></P>
<P align=center><A name=c></A></P>
<P align=center><FONT face=Arial><B>O que é corrente de modo comum 
?</B></FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Vamos analisar o caso especifico de um dipolo 
alimentado por um cabo coaxial.&nbsp;</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Num cabo coaxial corretamente terminado por uma 
carga desbalanceada, a corrente do condutor interno (ida) é <B>igual</B> a 
corrente na blindagem (retorno) mas com <B>sentido </B>(ou <B>polaridade</B>) 
<B>trocado</B>. A soma algébrica destas duas correntes é zero. A <B>média destas 
duas correntes é chamada de corrente de modo comum, e num cabo coaxial 
devidamente terminado, deve ser zero</B>. Como as duas correntes são iguais e 
opostas e concêntricas, o cabo não gera nenhum campo magnético na parte externa 
à blindagem, portanto não irradia.</FONT></P>
<P align=center><FONT face=Arial>Mas quando o cabo coaxial é ligado a um dipolo. 
esta soma não é mais zero, devido a uma corrente extra na blindagem do cabo. 
Como o dipolo é um circuito balanceado e simétrico, ele tende a desenvolver 
tensões simétricas em relação a terra no seus dois terminais, devido as 
capacitâncias dos dois lados do dipolo em relação à terra (entre outros fatores) 
e que formam um divisor capacitivo. Como o cabo coaxial está aterrado no lado 
inferior (lado do transmissor), a tensão existente em relação à terra, na metade 
do dipolo ligada à blindagem, fará circular uma corrente extra nesta blindagem 
(além da corrente já existente). Esta nova corrente será limitada pela 
impedância apresentada pela blindagem do cabo todo. Agora a média entre a 
corrente do condutor interno e a corrente na blindagem não é mais zero, portanto 
temos uma corrente de modo comum. E portanto o cabo gera campo magnético na 
parte externa a blindagem, ou seja, passa a irradiar, o que não é 
desejável.</FONT></P>
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<P align=center><FONT face=Arial><B>Veja também os artigos 
relacionados:</B></FONT></P>
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<P align=center><FONT face=Arial><A 
href="http://www.geocities.com/ve2_azx/BALUNS2006-ang.pdf">Baluns and 
ferrites.&nbsp; Por </A></FONT><A 
href="http://www.geocities.com/ve2_azx/BALUNS2006-ang.pdf"><FONT face=Arial 
size=3>Jacques Audet VE2AZX</FONT></A></P>
<P align=center><A href="http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/comcabo.htm"><FONT 
face=Arial,Helvetica size=3>O comprimento do cabo coaxial, Folclore versus 
técnica. Por PY4ZBZ</FONT></A></P>
<P align=center><A 
href="http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/linhas/refleto1.htm"><FONT 
face=Arial,Helvetica size=3>Medições em cabos coaxiais. Refletometria, 
ROE...&nbsp; por PY4ZBZ</FONT></A></P>
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  <CENTER>
  <P><A href="http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/lecher.htm"><FONT face=Arial 
  size=3>A linha de LECHER,&nbsp; por PY4ZBZ</FONT></A></P>
  <P><A href="http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/magloop.htm"><FONT 
  face=Arial,Helvetica size=3>Artigo sobre a Magnetic Loop,&nbsp; por 
  PY4ZBZ</FONT></A></P></CENTER></BLOCKQUOTE>
<P align=center><A href="http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/antenaeh.htm"><FONT 
face=Arial,Helvetica size=3>A "antena EH"&nbsp; ???&nbsp; ( EH antenna ),&nbsp; 
por PY4ZBZ</FONT></A> </P>
<P align=left><FONT face=Verdana>Fonte: Site de Roland, PY4ZBZ / F5NCB.( <A 
href="http://www.qsl.net/p/py4zbz/">http://www.qsl.net/p/py4zbz/</A>&nbsp;)</FONT></P></BODY></HTML>