Circuito elétrico lanterna

3 Descrição do circuito elétrico

Trata-se de um circuito de corrente contínua (CC) com vida útil dependente da carga das baterias e a duração do filamento das lâmpada. Sua luminosidade é proporcional à quantidade de carga das baterias, porém, a partir de um nível de carga mínimo, a descarga da bateria torna-se exponencial.
Para a lanterna do projeto (circuito da figura 1), são utilizadas 2 baterias de 1,5V cada com especificação de aproximadamente 16 ampéres-hora. A lâmpada tem especificação de 2,4V, 500mA e vida útil de 30 horas. Figura 1 – Circuito lanterna.
Aparentemente 30 horas é um tempo curto, porém, na prática, a vida útil é maior, em torno de 50 horas. Isto se explica devido a bateria ter uma tensão decrescente ao longo de sua vida útil, fazendo com que a lâmpada não trabalhe sempre em sua potência máxima, consequentemente, não forçando o ruptura do filamento da lâmpada. Outro fator que explica o aumento da vida útil do filamento é que o cálculo de 30 horas do fabricante corresponde ao funcionamento ininterrupto da lâmpada sob corrente constante de 500mA. Isto implica em uma temperatura constate e elevada o que faz com que os filamentos trabalhem em um limite máximo de Burn-in. Na prática, ocorrem desligamentos constantes, fazendo com que haja resfriamento do filamento e consequentemente, prolongamento da vida útil da lâmpada.
Um fato que passa despercebido é o das baterias descarregarem sem sua utilização. Apesar de conseguirem acender a lâmpada com luminosidade considerável, ao medir as baterias com um multímetro, pode-se verificar que com o passar do tempo, as baterias descarregam-se naturalmente. Este fato colabora para aumentar a vida útil da lâmpada que não trabalha em seu limite de funcionamento.A descarga natural das baterias pode ser explicado devido aos seguintes fenômenos:
3.1 Corrente de fuga pelo ar, ocasionadas pelas impurezas do ar (umidade, maresia e outros);
3.2 Corrente de fuga através da própria superfície da bateria;
3.3