Componentes Passivos – Os Resistores
Continuamos nesta lição a dar uma visão geral sobre os componentes que podem ser encontrados nos equipamentos eletrônicos. Continuamos com os componentes passivos, ou seja, aqueles que não amplificam ou geram sinais que são tão importantes como os demais.
RESISTOR
A presença de uma resistência elétrica num circuito nem sempre é desejável, pois significa uma perda de energia que se converte em calor. No entanto, existem casos em que é preciso agregar uma resistência ao circuito justamente com a finalidade de se reduzir a intensidade de uma corrente ou diminuir a tensão. Assim, encontramos nos circuitos eletrônicos componentes denominados resistores que têm justamente por função oferecer uma certa resistência à passagem da corrente.
O tipo de resistor mais comum é resistor fixo que é feito de algum tipo de material que seja mau condutor ou ainda que seja moldado de modo a apresentar uma certa resistência. Conforme vimos, a resistência é medida em ohms e os resistores encontrados nos equipamentos eletrônicos podem ter diversos tamanhos com resistência que podem estar entre fração de ohm e milhões de ohms.
Símbolo e Tipos
Na figura 1 mostramos os símbolos usados para representar os resistores fixos. Observe que temos o símbolo encontrados em diagramas de origem americana e símbolos adotados na Europa.
O tipo mais comum de resistor que encontramos nos equipamentos eletrônicos é o de carbono ou película metálica que tem baixa dissipação. Para dissipações elevadas temos os resistores de fio que são formados por fios de nicromo enrolados numa base de porcelana.
Os resistores de baixa potência podem dissipar calor numa faixa de potência de 1/8 a 2 W enquanto que os de fio podem ter dissipações na faixa de 5 a 200 W e até mesmo mais.
Especificações
Valor
O valor de um resistor é dado pela sua resistência em ohms. Para os tipos maiores, de fio por xemplo, o seu tamanho permite que seu valor seja gravado diretamente no seu corpo. No entanto, para os tipos de baixa dissipação, dadas suas reduzidas dimnensões é adotado um código universal de marcação de valores através de faixas coloridas. Este código é mostrado na tabela 1.
Observações:
Se o resistor tiver três faixas, a tolerância será assumida como 20%
Se o resistor tiver 3 ou 4 faixas o coeficiente de temperatura não será indicado.
Se o resistor tiver 5 faixas, as três primeiras indicam os algarismos do valor. Este código se aplica em resistores de precisão com tolerâncias menores do que 2%.
Exemplo de leitura: um resistor tem as faixas indicadoras de valor da extremidade para o centro na seguinte sequência: vermelho, violeta, laranja e prateado. As duas primeiras faixas formam o valor 27. A terceira faixa o fator de multiplicação ou número de zeros que é 3 (000). Assim, o valor do resistor é 27 000 ohms ou 27 k ohms. A quarta faixa indica a tolerância que é de 10%.
Dissipação
O tamanho e o material de que é feito o resistor determinam a quantidade de calor que ele pode transferir para o meio ambiente sem se queimar. Com base na aplicação a que se destinam, podemos encontrar resistores com diferentes capacidades de dissipação ou pot6encia (medidas em watts).
Assim, os pequenos resistores de filme metálico e carbono são encontrados tipicamente em dissipações de 1/8 (0,125) a 2 W, enquanto que os resistores de fio de maior dissipação são encontrados tipicamente em dissipações entre 5 W e mais de 200 W. A figura 2 mostra resistores de carbono comparados em função da dissipação. O menor é de 1/8 W enquanto que o maior é de 1/2 W.
Tolerância
É impossível fabricar um resistor com um valor exato de resistência. Também devemos considerar que isso não é necessário na maioria das aplicações práticas, já que os circuitos são projetados para operar numa certa faixa de correntes e tensões. Isso significa que é tolerada uma certa variação nos valores dos componentes, o que justamente é chamado de tolerância.
Os resistores comuns podem ser encontradosm numa faixa de tolerância que vai de 1% a 20%. Assim, um resistor de 1000 ohms x 10% pode, na realidade ter valores entre 900 e 1100 ohms.
SMD
Nos equipamentos mdoernos os resistores e assim como outros componentes podem ser encontros em invólucros muito pequenos com uma codificação especial. Esses resistores são soldados na placa por máquinas, mas pode ser feita sua troca com ferramentas apropriadas al alcance dos montadores comuns. Na figura 3 temos um resistor SMD de 1 000 ohms (10 + 2 zeros)
Onde os resistores são usados
Os resistores são os mais comuns de todos os componentes eletrônicos sendo encontrados em praticamente todos os equipamentos eletrônicos e em alguns casos em grandes quantidades. A finalidade básica dos resistores e alterar correntes e tensões de modo a se adaptar as características dos diversos componentes ativos de um circuito.
Como testar
Quando percorridos por corrente excessiva os resistores aquecem e acabam por queimar. Podemos perceber que um resistor está queimado por fica escurecido e até mesmo deformado. No entanto, os resistores também podem ter sua resistência alterada sem que se note isso por uma simples observação visual. Para testar um resistor, o melhor é usar um multímetro que é um instrumento que, entre outras coisas, mede resistência.
RESISTORES VARIÁVEIS
Existem circuitos em que não se pode ter uma resistência fixa em determinadas funções. Um exemplo disso é um amplificador de som em que precisamos variar a resistência que deixa passar o sinal de uma etapa para outra de modo a cotnrolar seu volume. O controle de volume de um amplificador é feito por um tipo de resistor variável assim como é o controle de brilho numa lâmpada ou de contraste num televisor analógico.
Isso significa que o eletricista vai encontrar resistores variáveis em uma grande quantidade de resistores variáveis nos equipamentos eletrônicos de instalações elétricas comuns. Basicamente os resistores variáveis podem ser divididos em duas categorias: Os potenciômetros que normalmente são montados nos paineis dos equipamentos e usados como controles de funções dos equipamentos, como por exemplo os controles de um amplificador ou televisor.
Os trimpots que são montados dentro dos equipamentos para se fazer o ajuste do ponto de funcionamentop. Os tipos comuns são formados por um elemento resistivo sobre o qual corre um cursor. Assim, com o movimento do cursor seleciona-se o ponto do material resistivo em que é feita a ligação e assim a resistência apresentada pelo componente.
Os elementos resistivos podem ser carbono ou fio metálico dando origem a potenciômetros de carbono ou fio. Resistores comuns encontrados em equipamentos eletrônicos podem ter resistências entre 1 e 10 000 000 ohms (10 Mohms).
Símbolos e Tipos
Na figura 4 temos os símbolos adotados para representar potenciômetros e trimpots assim como os aspectos dos tipos mais comuns.
Especificações
a) Valor ou resistência nominal
A especificação mais importante de um resistor variável (potenciômetro ou trimpot) é a sua resistência nominal. Esta resistência é indicada em ohms e representa o valor máximo de resistência que o componente pode assumir. Por exempo, um potenciômetro de 10 000 ohms pode ser ajustado para apresentar qualquer resistência entre 0 e 10 000 ohms.
b) Variação da resistência
Em alguns tipos de potenciômetros a resistência varia linearmente (numa proporção direta) com o movimento do cursor enquanto que em outras a variação segue uma curva logaritmica. Assim, existem dois tipos de potenciômetros quanto à variaçãio: lineares (lin) e logaritmicos (log). Os logarítmicos normalmente são usados no controle de volume de equipamentos que operem com som.
Teste e Substituição
Os potenciômetros e trimpots podem queimar ou ter seu elemento resistivo interrompido além de apresentar problemas de contactos. Um dos problemas mais comuns dos potenciômetros é justamente dado pelas falhas de contacto quando o potenciômetro dem volume de um equipamento de som faz o som "arranhar" quando o ajustamos. Este tipo de problema pode ser resolvido pingando-se uma substância solvente que limpe a sujeira acumulada no elemento resistivo.
Para testar um potenciômetro medimos sua resistência entre as extremidades e entre as extremidades e o cursor, movimentando o cursor.
Neste movimento, o multímetro deve indicar uma variação suave da resistência. Saltos da agulha indicam falhas de contacto.
LÂMPADAS INCANDESCENTES
Lâmpadas incandescentes de diversos tipos são encontradas nos equipamentos eletrônicos exercendo funções de indicadores de painel, efeitos de luz, sinalização, etc. As caracteristicas não lineares do filamento (tensão x corrente) também possibilitam a utilização da lâmpada como elemento regulador de corrente em certos circuitos eletrônicos.
As lâmpadas incandescentes são formadas por um fino filamento de tungstênio colocados dentro de um bulbo de vidro onde não há oxigênio. Quando uma corrente elétrica aquece o filamento ele produz luz. Os equipamentos eletrônicos comum normalmente usam pequenas lâmpadas incandescentes de 1,5 a 12 V com correntes na faixa de miliamperes (10 a 500 mA).
Nos equipamentos modernos as lâmpadas praticamente não mais são usados, sendo encontrados em seu lugar os LEDs. Os LEDs também estão substituindo as lâmpadas incandescentes comuns na iluminação ambiente e em outras aplicação.
Símbolos e Tipos
A figura 5 mostra os símbolos usados para representar lâmpadas incandescentes e os tipos mais comuns encontrados em aplicações elétricas e eletrônicas.
Observe que a base ou soquete (receptáculo) da lâmpada muda de tamanho e forma. Os dois tipos principais são o baioneta e rosca.
Especificações
a) Tensão nominal
É a tensão de operação da lâmpada. Os tipos comuns têm tensões de operação na faixa de 1,5 a 12 V
b) Corrente nominal
É a corrente que flui pelo filamento da lâmpada quando a tensão nominal é aplicada. Os tipos usados em aplicações eletr6onicas variam entre 10 mA e 500 mA tipicamente.
c) Número ou Tipo
Em alguns catálogos de lâmpadas para aplicaçães eletrônicas, seu tipo pode ser indicado por um número. Este número de identificação. Assim, a lâmpada #47 é bem conhecida e tem por características 6,3 V x 150 mA.
Onde elas são encontradas
Lâmpadas incandescentes são encontradas em paineis de equipamentos e em outras aplicações onde iluminação seja necessária. Lembramos que este tipo de dispositivo a cada dia vem sendo mais substituido pelos LEDs (de que falaremos mais adiante).
Teste e Substituição
Os filamentos das lâmpadas devem ter uma resistência muito baixa (da ordem de dezenas ou centenas de ohms no máximo). Assim, o teste de sua integridade pode ser feito com o multimetro. Alta resistência no teste sifgnifica um filamento interrompido e portanto uma lâmpada queimada. A substituição de uma lâmpada num equipamento eletrônico deve ser feita por outra que tenha mesma tensão e corrente que a original.
LÂMPADAS NEON
As lâmpadas neon são usadas em muitos circuitos como indicadores de painel e também como elementos ativos já que possuem características que possibilitam seu aproveitamento como oscilador. As lâmpadas neon consistem em pequenos bulbos vidro cheios de gás neon com dois eletrodos que não se tocam.
Símbolo e Tipos
Na figura 6 temos o símbolo da lâmpada neon e o aspecto dos tipos mais comuns.
Observe que elas não possuem filamento.
Especificações
A principal especificação de uma lâmpada neon é a tensão de disparo ou tensão de ionização. Para os tipos comuns esta tensão fica entre 60 e 80 V. Muitos fabricantes também indicam suas lâmpadas por um código, como por exemplo NE-2H, NE-51, etc. Em alguns casos a lâmpada pode ter um resistor interno para limitação da corrente. Dependendo da aplicação é preciso saber se este resistor estä ou não presente.
Onde são encntradas e como são usadas
As lâmpadas neon podem tanto ser usadas como indicadores como elementos de um circuito oscilador. Uma aplicação interessante para a lâmpada neon é como indicador de fase para a rede de energia e que é mostrada na figura 7.
Se ligado ao terminal de fase de uma rede de energia, a lâmpada acenderá.. O leitor não vai tomar choques porque o resistor em série limita bastante a corrente que é tão baixa que não consegue excitar nossos nervos a ponto de nos causar qualquer sensação.
Testando
Basta ligar em série um resistor de 220 k ohms e alimentar a lâmpada com 110 V ou 220 V. Ela deve acender se estiver boa.
LDRs OU FOTO-RESISTRES
Foto resistores, células de sulfeto de cádmio (CdS) ou LDRs (Light Dependent Resistor) são componentes sensíveis à luz. Eles possuem uma superfície sensível (sulfeto de cádmio) que apresenta uma resistência muito alta no escuro mas que cai quando iluminada. No escuro a resistência é da ordem de milhões de ohms caindo para centenas ou dezenas de ohms sob luz forte. O LDR é usado como sensor de luz em inúmeros equipamentos eletrônicos.
O tamanho e formato do LDR depende da aplicação as que ele se destina.
Símbolo e Tipos
Na figura 8 temos os símbolos adotados para representar o LDR e os aspectos.
Especificações
Os LDRs comuns são especificados pelo seu tamanho e também por números de tipos através dos quais podemos obser suas caracteríisticas a partir de dados técnicos (curvas) fornecidas pelos fabricantes.
Onde são encontrados
Muitas aplicações dotadas de controles sensíveis a luz usam LDRs como elementos sensores. A mais conhecida é no controle automatico de iluminação, que acende as luzes de um local quando escurece e as apaga quando clareia (por exemplo, iluminação pública).
Apesar dos LDRs serem dispositivos muito sensíveis eles não são rápidos o suficiente para certas aplicações, como por exemplo leitura óptica de código de barras e outras. Para estas aplicações o leitor vai encontrar outros componentes de que falaremos futuramente.
Como Testar
Para testar um LDR basta medir sua resistência no claro e depois no escuro. Podemos fazer isso usando um multímetro comum numa escala intermdiária de resistência. Cobrindo-o com a mão de modo que não receba luz deve apresentar uma resistência alta (acima de 10 000 ohms, tipicamente) e quando descoberto de modo a receber a luz ambiente deve apresentar uma baixa resistência (menor que 10 000 ohms, tipicamente)
NTC/PTC
Resistores com Coeficiente negativo de tempartira ou Negative Temperature Coefficient e resistores com coeficiente positivo de temperatura (Positive Temperature Coefficient) são componentes cuja resistência varia com a temperatura. No NTC (negativo) a resistência diminui quando a temperatura aumenta e no PTC (positivo) a temperatura aumenta quando a temperatura se eleva.
Símbolos, Tipos e Curva Característica
Na figura 9 mostramos os símbolos usados para representar estes componentes, os aspectos dos tipos mais comuns e suas curvas características
O tamanho do componente determina sua rapidez ao responder com alterações da resistência uma mudança da temperatura do local em que ele está instalado.
Especificações
Os NTCs e os PTCs são especificados pela resistência que apresentam a uma determinada temperatura, normalmente a temperatura ambiente de 20 oC. As demais resistências apresentadas pelo componente podem ser obtidas pela sua curva características que normalmente é fornecida pelo fabricante.
Onde são encontrados
NTCs e PTCs são usados nos equipamentos eletrônicos como sensores de temperatura. Eles podem ser montados fora dos equipamentos para sensoriar a temperatura ambiente ou dentro dos equipamentos para sensoriar a temperatura das suas partes mais críticas sujeitas a aquecimento.
Podemos usar os NTCs tanto para acionar dispositivos de refrigeração ou aquecimento quando a temperatura atinge um certo valor como para compensar os circuitos que alimentam circuitos que se aquecem.
Como Testar
NTCs e PTCs podem queimar ou sofrer alterações de características. Neste caso, sua resistência nominal se altera ou ele não mais responde às variações da temperatura. O teste mais simples consiste na medida da resistência usando o multímetro.
VDR
Voltage Dependent Resistores ou Resistores que Dependem da Tensão são também denominados Varistores de óxido de zinco ou metal oxido. Outra denominação encontrada para estes componentes é como TSA (Transient Surge Absorbes) ou componentes que absorvem transientes. Estes componetes possuem uma resistência que muda com a tensão aplicada. Esta resistência cai abruptamente possibilitando a circulação de correntes intensas quando a tensão ultrapassa certo valor.
Esta caracteristica possibilita a sua utilização como protetor de linha de alimentação de aparelhos sensíveis como computadores, para absorver transientes e picos de alta tensão que possam estar presentes na energia.
Símbolos e Tipos
Na figura 10 mostramos os aspectos e os símbolos adotados para representar os VDRs. O tamanho vai depender da quantidade de energia que eles podem absorver quando se tornam condutores.
Especificações
A especificação principal de um VDR é a sua tensão de operação, ou a tensão em que ele se torna condutor. Para os componentes mais comuns esta tensão varia entre 18 e 1800 volts.
Como são usados e onde são encontrados
O profissional da eletricidade vai encontrar os VDRs principalmente nos circuitos de entrada de alimentação de aparelhos elétricos e eletrônicos comuns como um protetor contra transientes. Estes dispositivos ficam em paralelo com a linha de energia, absorvendo qualquer pulso ou transiente que venha pela alimentação e que possa causar danos ao equipamento alimentado.
Como testar
Os efeitos dos picos de tensão que são absorvidos pelo VDR fazem com que ele tenha uma vida limitada. Cada pico provoca um leve aquecimento do componente que se reflete numa mudança gradual de suas características. Assim, chega o momento em que ele entra em curto ou não age mais devndo ser substituido. Ao fazer a troca de um VDR deve ser usado sempre um de mesma tensão e mesma capacidade de absorção de energia que é dada em Joules.
Para testar podemos apenas descobrir se ele esta em curto medindo sua resistência.
Índice:
Introdução
Parte 1 - As diferenças entre eletricidade e eletrônica
Parte 2 - Circuitos e componentes
Parte 3 - Diagramas, Símbolos e Componentes
Parte 4 - Componentes Passivos – Os Resistores
Parte 5 - Componentes Passivos – Capacitores e Indutores
Parte 6 - Componentes Passivos – Outros componentes indutivos
Parte 7 - Semicondutores – Materiais- Diodos e LEDs
Parte 8 - Transistores Bipolares e assemelhados
Parte 9 - Outros tipos de transistores
Parte 10 - Outros componentes semicondutores – IGBTs e Tiristores
Parte 11 - Outros componentes da família dos tiristores – Displays e válvulas
Parte 12 - Os circuitos integrados
Parte 13 - Circuitos Digitais – Microcontroladores - DSPs – Invólucros
Parte 14 - Diagnóstico e reparação
Parte 15 - Circuitos Práticos - Como funcionam
Parte 16 - Outros dispositivos eletrônicos
