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2013
Prof. Victor Nascimento
27-09-2013
Apostila de Eletrnica Analgica - 11 Ano -
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 1/68
OBJETIVOS
Este captulo tem por objectivos os seguintes itens:
Caracterizar cada tipo de resistor;
Calcular divisores de tenso;
Interpretar a caracterstica de cada resistor especial;
Interpretar sries de fabrico e cdigos de resistor;
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 2/68
1.1. INTRODUO
Os resistores, erradamente chamadas entre os tcnicos de resistncias
eltricas, so os componentes passivos mais comuns nos circuitos
electrnicos e de muito baixo custo.
So fabricados aproveitando a propriedade que tem os materiais em
oferecer um certo grau de oposio passagem da corrente elctrica e,
por isso, so utilizados para controlar a passagem da corrente
elctrica nos circuitos eletrnicos.
Na electrnica, com frequncia, se requer o uso de valores especficos
de oposio passagem da corrente elctrica num determinado ponto
de um circuito eltrico e por isso se fabricam dispositivos especiais
com o fim de proporcionarem entre os seus terminais valores
conhecidos de resistncia eltrica.
Os dispositivos desenhados com esse propsito tm o nome de resistor,
tendo como unidade o OHM () e podem ser classificados em duas
categorias a saber, resistores fixos e variveis ou ajustveis.
Os resistores tm, essencialmente, dois grandes campos de aplicao:
a) Em sistemas de potncia (correntes fortes);
b) Em eletrnica (correntes fracas).
A existncia desses dois campos de aplicao desses componentes
que leva a que a sua constituio tcnica de fabrico e de valores
hmicos sejam diversificados.
Os resistores eletrnicos so componentes usados sobretudo para
limitar a passagem da corrente num determinado ponto do circuito,
como divisor de tenso e de corrente entre diversas outras aplicaes.
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1.2. GRANDEZAS CARACTERSTICAS DOS MATERIAIS
ELTRICOS
Alm das grandezas gerais existentes aplicveis a qualquer tipo de
material, existem algumas outras que so caractersticas dos materiais
utilizados em eletrotecnia, entre as quais citamos:
1.2.1. RESISTNCIA ELTRICA
Segundo a lei de Ohm (lei fundamental da eletricidade), constante o
quociente entre a diferena de potencial (d.d.p.) aplicada a um
condutor e a intensidade da corrente que a percorre, chamada de
resistncia eltrica do corpo.
EQUAO 1
Onde:
R = Resistncia eltrica medida em Ohm ();
U = Tenso eltrica medida em Volt (V);
I = Intensidade da corrente eltrica medida em Ampre (A).
A resistncia eltrica de um condutor linear pode tambm ser obtida a
partir das dimenses e caractersticas do material:
EQUAO 2
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Onde:
R = Resistncia eltrica medida em Ohm ();
(R) = Resistividade eltrica medida em Ohm x milmetro
quadrado/metro ( );
l = Comprimento do condutor eltrico medida em metro (m);
s = Seco do condutor eltrico medida em milmetro quadrado
(mm);
1.2.2. RESISTIVIDADE ELTRICA
uma grandeza que tem a ver com a constituio do material, sendo de
diferentes valores de material para material.
A revistividade eltrica pode, no entanto, ser definida como a
resistncia eltrica de um material com um metro de comprimento e
um milmetro quadro de seco e, pode a sua frmula ser deduzida da
frmula anterior:
EQUAO 3
Ao inverso da resistividade chama-se condutividade e o valor da
resistividade de cada material indicada em tabelas, normalmente para
temperatura de 20C.
1.2.3. COEFICIENTE DE TEMPERATURA
um coeficiente cujo valor varia de material para material e que nos
permite conhecer a variao da resistividade e da resistncia do corpo
com a temperatura.
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So as seguintes expresses que permitem calcular a variao da
resistividade e da resistncia com a temperatura:
EQUAO 4
E
EQUAO 5
Onde:
1.3. EXERCICIO EXEMPLO
Um fio de cobre macio com seco 1,5mm, tem 50m de comprimento.
Sabendo que a resistividade e o coeficiente desse cobre para 20C, so
respectivamente 0,0172 x mm/m e 0.00393/C, calcule:
a) A resistividade do fio a 40C
b) A resistncia do fio a 40C
c) A resistncia do fio a 10C
.
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1.3.1. RESOLUO
a) A resistividade do fio a 40C dada pela seguinte frmula:
o Em percentagem temos:
o Isto quer dizer que houve um aumento de 7,6% na resistividade com o
aumento de 20C na temperatura.
b) A resistncia do fio a 40C
o Ou, por outra via:
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o A pequena diferena encontrada devida s aproximaes efetuadas
nos clculos cuja margem de erro de 0,16%.
c) A resistncia do fio a 10C :
o A resistncia diminui, como era de esperar, pois a resistncia final menor que a resistncia inicial.
1.4. CARACTERSTICAS GERAIS DOS RESISTORES
Como j se disse anteriormente, o resistor um componente que pode
exercer diferentes funes num circuito eltrico.
Tais como por exemplo, esses componentes podem funcionar como:
Receptor de energia, transformando-a em energia calorfica;
Limitadora da corrente eltrica, impedindo que ultrapasse
determinado valor;
Reguladora da corrente eltrica, ajustando-a a valores pr-
determinados.
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Nesse sentido, existem diferentes tipos de resistores para diferentes
aplicaes, cujas caractersticas gerais passamos a refletir:
1.4.1. RESISTNCIA NOMINAL
o valor hmico que serviu de base sua construo, o qual
marcado no prprio corpo do componente ou codificado atravs de
barras coloridas ou cdigo alfanumrico (Ex.: R=500).
1.4.2. TOLERNCIA
Erro (percentual) admissvel no fabrico desses componentes, erro esse
que poder ser positivo ou negativo volta do seu valor da resistncia
nominal (Ex.: R=1005%).
Isto quer dizer que o valor nominal da resistncia desse resistor de
100, mas existe um intervalo de valores volta do valor nominal que
admissvel sem que o componente seja considerado avariado.
Neste caso, 5% de 100 5, valor que retirado do valor nominal
(95 o limite inferior desse intervalo) ou acrescido ao valor nominal
(105 o limite superior desse intervalo).
As tolerncias usuais so 20%, 10%, 5%, 2%, 1%, e menor que
1%, sendo que as tolerncias maior ou igual a 5% so de uso geral, as
tolerncias entre 1 a 5% so de semi-preciso, as tolerncias entre 0.5 e
1% so de preciso e as menor que 0.5% so de ultrapreciso.
1.4.3. POTNCIA NOMINAL
o valor da potncia que o resistor pode dissipar a uma temperatura
ambiente indicada pelo fabricante.
Quanto maior for a temperatura menor ser a potncia que o resistor
pode dissipar, sendo que para alguns resistores de baixa potncia,
alguns valores normalizados so de 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 4W,
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etc., existindo ainda resistores cuja potncia poder atingir elevados
valores (alguns milhares de WATTS).
Convm realar que os resistores bobinados utilizados nos laboratrios
de eletrotecnia (resistores de potncia elevada), frequente vir indicado
o valor da intensidade nominal, em vez da potncia nominal.
1.4.4. TENSO NOMINAL
o valor da tenso mxima a aplicar ao resistor, de acordo com o
valor da resistncia nominal (R) e do valor da sua potncia nominal (P),
calculada pela seguinte expresso:
EQUAO 6
1.4.5. COEFICIENTE DE TEMPERATURA
O coeficiente de temperatura notada pelo simbolo alfa () a variao
do valor da resistncia quando se verifica a variao de 1C na sua
temperatura.
Os valores desses coeficientes, para cada material, so fornecidos por
tabelas e vm expressos em 1/C ou parte por milho (p.p.m.)/C
quando o valor do coeficiente muito reduzido, tal como por exemplo:
EQUAO 7
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1.4.6. CLASSE OU ESTABILIDADE
a variao percentual do valor da resistncia em relao ao seu valor
original, ao fim de 5000 horas de funcionamento, temperatura de
20C e potncia nominal.
1.4.7. TENSO DE RUDO
tenso eltrica gerada pelo resistor, quando precorrido por uma
corrente eltrica, devido ao movimento desordenado dos eletres livres.
Esta tensodepende essencialmente do material do qual feito o
resistor e expressa em micro volt por volt (V/V).
1.5. VALORES NORMALIZADOS DOS RESISTORES
No h necessidade nem existe a possibilidade de fabricar resistores
com todos os valores hmicos necessrios no projeto dos equipamentos
eltricos/eletrnicos.
Com efeito, em virtude dos resistores terem as suas tolerncias prprias
(margens de erro admissveis), no faz sentido fabricar, por exemplo,
simultaneamente resistores de 100 e 105 com tolerncia de 10%.
Na verdade, constata-se facilmente que 10% de 100 igual a 10,
o que quer dizer que este resistor cobre o intervalo de valores de 90 a
110, o que engloba o valor de 105.
Portanto, para a tolerncia de 10% e admitindo o fabrico do resistor de
100, no h necessidade de fabricar nenhum resistor cujo valor est
inclusa no intervalo de 90 a 110, sendo que o mesmo se passa,
evidentemente, para outros valores de outras tolerncias.
Assim, para racionalizar o fabrico dos resistores, os valores hmicos
dos mesmos foram normalizados, sendo separados em sries de
resistncias, em funo das tolerncias conhecidas.
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As sries existentes so as seguintes:
TOLERNCIA
SRIE
N DE RESISTOR POR DCADA
20%. E6 6
10%. E12 12
5%. E24 24
2.5% ou 2%. E48 48
1.25% ou 1%. E96 96
QUADRO 1
Cada dcada o conjunto dos valores inteiros situados entre duas
potncias de base 10 mais prximas.
Vejamos alguns exemplos de dcadas de resistores:
Assim, na dcada de 100 a 1000, ou outra dcada qualquer, teremos
sempre 6 resistores da srie E6 de tolerncia de 20%, 12 resistores da
srie E12 de tolerncia 10%, 24 resistores da srie E24 de tolerncia
5% e assim sucessivamente.
No quadro 2 apresentamos as sries E6, E12, E24 e E48 na dcada de
100 a 1000 e vamos analisar alguns exemplos para melhor
entendermos como se obtm cada um dos valores das sries indicados
no quadro.
a) Dcada entre 0.1 ( ) e 1 ( );
b) Dcada entre 1 ( ) e 10 ( );
c) Dcada entre 10 ( ) e 100 ( );
d) Dcada entre 100 ( ) e 1000 ( );
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E6
(20%)
E12
(10%)
E24
(5%)
E48
(2.5% ou
2%)
E6
(20%)
E12
(10%)
E24
(5%)
E48
(2.5%
ou 2%)
100 100 100 100 316
105 330 330 330 332
110 110 348
115 360 365
120 120 121 383
127 390 390 402
130 133 422
140 430 442
150 150 150 147 464
154 470 470 470 487
160 162 511
169 510 536
180 180 178 562
187 560 560 590
200 196 619
205 620 649
220 220 220 215 681
226 680 680 680 715
240 237 750
249 750 787
270 270 261 825
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274 820 820 866
287 909
300 301 910 953
QUADRO 2
Por exemplo, a srie E6 de tolerncia 20% constituda, na dcada de
100 a 1000 pelos seguintes resistores de 100, 150, 220, 330, 470 e
680 e, desta forma, vejamos por que razo a seguir do resistor de
100, temos o resistor de 150 e no outra.
O resistor de 100 tem, tolerncia de 20%, um valor real que se
situar entre:
E:
O resistor de 150 tem, tolerncia de 20%, um valor real que se
situar entre:
E:
Ora, se reparamos bem, o valor da resistncia mxima do resistor de
100 igual ao valor da resistncia mnima do resistor de 150 e,
podemos ento concluir que, nesta srie, o resistor subsequente ao de
100 s podia ser o resistor de 150.
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O mesmo raciocnio seria aplicado aos restantes resistores desta e das
outras sries, realando no entanto, que cada srie tem a sua prpria
tolerncia.
De referir tambm que os valores dos resistores das restantes dcadas
se obtm facilmente a partir dos valores da dcada indicada no quadro
anterior, dividindo ou multiplicando-os por potncias de 10.
Por exemplo, a srie E6 (20%.) tem os seguintes valores nas seguintes
dcadas sendo que para as outras sries e outras dcadas, o raciocnio
seria semelhante:
Como j vimos anteriormente, os valores dos resistores de uso comum
na eletrnica so normalizados com certos valores, j que seria
impossvel ter todos os valores comerciais.
Assim, por exemplo, a srie E12 se emprega para resistores com 10%
de tolerncia e recebe este nome porque compreende 12 valores.
A srie E24 foi normalizada para resistores de 2 e de 5% de tolerncia
e se chama assim porque compreende 24 valores.
Os dois nmeros da srie so multiplicados por mltiplos ou
submltiplos de 10 e esses so os valores que podero ser encontrados
no comrcio especializado.
a) Dcada de 100 a 1000: 100, 150, 220,
330, 470 e 680;
b) Dcada de 10 a 100: 10, 15, 22, 33, 47 e
68;
c) Dcada de 1000 a 10000: 1000, 1500,
2200, 3300, 4700 e 6800;
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 15/68
Por exemplo, se tomarmos o valor 12 da srie e aplicarmos os
multiplicadores, obtm-se os valores 0.12, 1.2,12, 120, 1200,
12000, 120000 e 1200000.
Podemos escrever esses mesmos valores utilizando, por exemplo os
mltiplos KILO (K) que equivale multiplicar por 1000 e MEGA (M)
que equivale multiplicar por 1000000, ficando assim escritos: 0.12,
1.2,12, 120, 1.2K, 12K, 120K e 1.2M.
Com frequncia podemos encontrar certos tipos de notaes onde no
se emprega o ponto entre os nmeros e no lugar deste se colaca a letra
correspondente ao mutiplicar.
Por exemplo, em vez de se escrever 5.1K se escreve 5K1, isto por
duas razes:
a) A fim de aproveitar os espaos muito pequenos em certos
componentes;
b) Para evitar, medida que se reproduz o circuito atravs de
fotocpias, se apague o referido ponto. Se isso acontecer,
poderamos confudir, por exemplo um resistor de 4.7K com uma
de 47K.
1.6. CDIGO DE CORES PARA RESISTORES
O cdigo de cores, normalmente empregue nos resistores de carvo
e/ou de pequeno porte, devido ao seu reduzido tamanho, constitudo por
4 ou 5 bandas coloridas.
A leitura ou descodificao dessas bandas coloridas feita da esquerda
para a direita, comeando pela banda mais prxima da extremidade do
componente.
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O cdigo de 4 bandas o mais comum, onde:
a) A primeira banda representa o primeiro dgito do valor hmico
do resistor;
b) A segunda banda o segundo dgito;
c) A terceira banda o factor de multiplicao;
d) E a quarta, geralmente dourada ou prateada (aquela que fica
mais afastada das trs primeiras) representa a tolerncia (figura
1).
FIGURA 1 EXEMPLO DE RESISTOR COM CDIGO DE CORES
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FIGURA 2 CDIGO DE CORES PARA RESISTORES
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1.6.1. EXERCCIOS EXEMPLOS
Para familiarizarmos com a leitura e descodificao do cdigo de cores, analisemos os seguintes exemplos:
1. Observe o resistor da figura 3 e calcule o seu valor utilizando o cdigo
de cores para os resistores da figura 2.
FIGURA 3
Resoluo
Observando o resistor da figura 3 e usando o cdigo de cores da figura
2, temos:
A 1 Faixa significativa e tem a cor cinzenta, sendo o seu valor lido
na 1 coluna do cdigo, onde o valor lido 8.
A 2 Faixa tambm significativa e tem a cor vermelha, sendo o seu
valor lido ainda na 1 coluna do cdigo, onde o valor lido 2.
A 3 Faixa multiplicadora e tem a cor amarela, sendo o seu valor
lido na 2 coluna do cdigo, onde o valor lido multiplicado por 10000.
A 4 Faixa a tolerncia e tem a cor dourada, sendo o seu valor lido
na 3 coluna do cdigo, onde o valor lido mais ou menos 5%.
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 19/68
Ordenando os valores lidos, este resistor tem o seguinte valor hmico:
Podemos dizer que o valor nominal (VN) deste resistor de 820k,
podendo no entanto o seu valor oscilar volta de menos 5% ou mais de
5% do seu valor nominal.
Sendo assim, temos que 5% do seu valor nominal :
o
O valor mnimo (limite inferior) que este resistor poder medir :
o
E o valor mximo (limite superior) que este resistor poder medir :
o
Isto significa que este resistor embora fabricada para medir 820k, o
seu valor hmico poder variar de 779 a 861k sem ser considerado
avariado, isto porque a resistncia eltrica varia muito com a
temperatura do meio ambiente, e por isso o seu valor nominal,
normalmente projetada para uma temperatura ambiente de 25C.
2. Considere agora um resistor cujo cdigo de cores composto por cinco
faixas nas seguintes cores e ordem.
A 1 Faixa da cor azul;
A 2 Faixa da cor amarela;
A 3 Faixa da cor laranja;
A 4 Faixa da cor vermelha;
A 5 Faixa da cor prata.
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 20/68
Resoluo
De acordo com os dados acima e usando o cdigo de cores da figura 2,
temos:
A 1 Faixa significativa e tem a cor azul, sendo o seu valor lido na
1 coluna do cdigo, onde o valor lido 6.
A 2 Faixa tambm significativa e tem a cor amarela, sendo o seu
valor tambm lido na 1 coluna do cdigo, onde o valor lido 2.
A 3 Faixa ainda significativa e tem a cor laranja, sendo o seu valor
ainda lido na 1 coluna do cdigo, onde o valor lido 3.
A 4 Faixa multiplicadora e tem a cor vermelha, sendo o seu valor
lido na 2 coluna do cdigo, onde o valor lido multiplicado por 100.
A 5 Faixa a tolerncia e tem a cor prateada, sendo o seu valor lido
na 3 coluna do cdigo, onde o valor lido mais ou menos 10%.
Ordenando os valores lidos, este resistor tem o seguinte valor hmico:
Podemos dizer que o valor nominal (VN) deste resistor de 62,3k,
podendo no entanto o seu valor oscilar volta de menos 10% ou mais
de 10% do seu valor nominal.
Sendo assim, podemos afirmar que 10% do seu valor nominal :
o
O valor mnimo (limite inferior) que este resistor poder medir :
o
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O valor mximo (limite superior) que este resistor poder medir :
o
Isto significa que esta resistncia embora fabricada para medir 62,3k, o seu valor hmico poder variar de 56,07 a 68,53k sem ser
considerado avariado.
1.6.2. EXERCCIOS DE APLICAO
1. Utilizando o cdigo de cores da figura 2, encontre os valores nominais
e a faixa de variao do resistor da figura 4.
FIGURA 4
2. Considerando um resistor cujo cdigo composto por cinco faixas nas
cores a seguir indicadas, encontre o valor hmico deste resistor
utilizando o cdigo de cores da figura 2:
A 1 Faixa da cor verde;
A 2 Faixa da cor azul;
A 3 Faixa da cor castanha;
A 4 Faixa da cor preta;
A 5 Faixa da cor vermelha.
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1.7. CDIGO ALFANUMRICO
O cdigo alfanumrico normalmente utilizado nos resistores de
montagem superficial (figura 5);
FIGURA 5 RESISTORES DE MONTAGEM SUPERFICIAL
1.8. VALORES INSCRITOS NO CORPO DO RESISTOR
Os valores hmicos so inscritos no prprio corpo do componente,
sendo normalmente empregue nos resistores bobinados (figura 6).
FIGURA 6 VALOR DA RESISTNCIA MARCADO NO PRPRIO CORPO DO
COMPONENTE
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1.9. CLASSIFICAO
Os resistores podem ser classificados de vrias formas, tais como por
exemplo os a seguir indicados:
a) De potncia ou bobinadas
Restatos;
Potencimetros;
De manivela (pontos);
De absoro.
b) De eletrnica
Carvo compacto;
Pelcula de carvo;
Pelcula metlica;
xidos metlicos;
Bobinados;
Potencimetros;
Restatos.
c) No lineares
Coeficiente de temperatura positiva (CTP);
Coeficiente de temperatura negativa (CTN);
Varivel com a tenso (VDR);
Varivel com a luz (LDR).
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1.10. RESISTORES FIXOS
Os resistores fixos so aqueles que se apresentam apenas com um nico valor de resistncia eltrica entre os seus terminais (figura 7).
FIGURA 7 RESISTORES FIXOS
1.10.1. RESISTORES DE CARVO
Os resistores de carvo so assim chamados por terem o carvo como
elemento resistivo e so usadas em circuitos de uso comum em
eletrnica, isto porque o carvo possui uma grande resistncia eltrica e
permite que sejam fisicamente pequenos (figura 8):
FIGURA 8 ESTRUTURA INTERNA DE UM RESISTOR DE CARVO
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 25/68
No fabrico dos resistores de carvo so depositadas pequenas
quantidades de carvo no interior de um tubo isolante de onde se
conectam dois terminais metlicos.
Podemos encontrar no mercado resistores cujo material isolante o
carvo, nos seguintes formatos:
1.10.1.1. RESISTORES DE AGLOMERADO DE CARVO
Este tipo de resistor apareceu no mercado para satisfazer a necessidade
de obteno de resistores com valores hmicos elevados (na ordem de
mega ohms) e com dimenses reduzidas (figura 9).
FIGURA 9 ESTRUTURA INTERNA DE UM RESISTOR DE CARVO GRANULADO
No entanto, este tipo de resistor poder tambm ser construda para
valores hmicos muito pequenos (alguns ohms).
O seu fabrico consiste num aglomerado de partculas de carvo ou de
grafite com resina (espcie de cola) que faz de aglutinante.
So geralmente baratas, de pequenas dimenses e fabricam-se desde
alguns ohms a mega ohms, praticamente do mesmo tamanho.
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As potncias dissipadas por estes resistores podem ir at 3W para
temperaturas de 25 a 70C, mas so ruidosas.
O material resistivo desses resistores revestido de baquelite ou
esmalte e, apresentam um coeficiente de temperatura negativo, o que
significa que o seu valor hmico diminui medida que a sua
temperatura aumenta.
Estes resistores so muito sensveis humidade, portanto oxidam com
muita facilidade e por isso so muito instveis.
1.10.1.2. RESISTORES DE PELCULA (FILME) DE CARVO
Este tipo de resistores foram fabricadas para tentar resolver o problema
de oxidao dos resistores de aglomerado de carvo, sendo por isso,
menos instveis e ruidosos (figura 10).
FIGURA 10 ESTRUTURA INTERNA DE UM RESISTOR DE FILME METLICO/CARVO
So fabricados depositando uma fina camada de carvo sobre um
suporte isolante e para controlar o valor da resistncia eltrica,
retirado uma pelcula de carvo com a forma de um hlice com um
passo adequado, sendo o conjunto revestido por baquelite ou protegido
apenas por esmalte ou verniz.
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 27/68
Estes resistores apresentam uma grande estabilidade com as condies
de trabalho e tm tolerncias da ordem dos 5% e so fabricados para
baixas potncias na ordem de 1/8, 1/4, 1/2 e 2W.
Porm eles apresentam a desvantagem de fraca resistncia eltrica
humidade e oxidao, sendo fabricadas at 100M.
1.10.2. RESISTORES BOBINADOS
Os resistores bobinados so fabricados com ligas metlicas, sendo
usados em circuitos de potncia, cuja estrutura interna nos mostrados
na figura 11:
FIGURA 11 ESTRUTURA INTERNA DE UM RESISTOR DE LIGA METLICA
Nos resistores de liga metlica so enrolados o fio metlico em volta
de um cilindro isolante e de seguida recobre-se o conjunto com outro
material isolante, geralmente a porcelana.
Podemos encontrar no mercado outros tipos de resistores que podem
ser equiparados ao resistor bobinado:
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1.10.3. RESISTOR DE PELCULA METLICA
Este tipo de resistor foi fabricado para resolver o problema provocado
pelo coeficiente de temperatura negativo dos resistores de carvo,
apresentando por isso coeficientes de temperatura baixos e positivos
(figura 12).
FIGURA 12 ESTRUTURA INTERNA DE UM RESISTOR DE PELCULA METLICA
Para o fabrico desses resistores, deposita-se previamente uma camada
muito fina de ouro, para facilitar a aderncia, sendo o suporte
normalmente de cermica.
As suas caractersticas so semelhantes s dos resistores bobinados, isto
em termos de estabilidade, coeficiente de temperatura e preciso.
Alm deste tipo, podemos encontrar ainda os resistores de pelcula de
xidos metlicos que so relativamente semelhantes aos de pelcula
metlica, sendo bastante precisas, de baixo rudo e alta dissipao
trmica.
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 29/68
1.10.4. POTNCIA DOS RESISTORES FIXOS
A potncia eltrica o trabalho desenvolvido pela corrente eltrica ao
circular atravs de um resistor, manifestando atravs de emisso de
calor e medido em WATT (W).
Em resistor de arame, o valor hmico vem especificado sobre o corpo
do componente e nos resistor de carvo, a potncia eltrica est
relacionada com o seu tamanho fsico (figura 13).
FIGURA 13 POTNCIA ELTRICA EM RESISTORES DE CARVO
Para calcular a potncia que um resistor deve dissipar dentro de um
circuito e poder fazer a correcta seleco do componente, devemos
calcul-la em funo da corrente eltrica que circula no ponto onde o
componente ser colocado e selecionar um resistor com valor
imediatamente superior.
Por exemplo, se por um resistor de 4.7K circular uma corrente
eltrica de 10mA, a potncia dissipada pelo resistor de 0,47W ou
470mW, ou seja:
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 30/68
Devemos selecionar um resistor cuja potncia seja imediatamente
superior, ou seja uma de 0,5W ou seja 4.7K a 1/2W ou superior, caso
contrrio o resistor se sobrecarrega e poder distruir-se.
1.10.5. TOLERNCIA DOS RESISTORES FIXOS
Porque o valor hmico da resistncia eltrica varia com a temperatura,
os fabricantes usam um certo intervalo onde o valor hmico do resistor
pode variar sem ser considerado distruido, chamado de tolerncia,
indicado por percentagem (%).
Por exemplo, um resistor de 1000 com uma tolerncia de 5% poder
ter entre os seus terminais um valor de resistncia compreendido entre
os 950 (limite inferior) e os 1050, ou seja:
O valor nominal (VN) deste resistor de 1000, sendo 5% deste valor
calculado desta forma:
Neste caso, o limite inferior (LI) :
E o limite superior (LS) :
-
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Ento podemos definir este resistor dentro do seguinte intervalo, cuja
variao do valor hmico aceitvel:
1.11. RESISTORES VARIVEIS E AJUSTVEIS
Os resistores variveis so aqueles cujo valor hmico poder ser
mudado por algum meio, do zero at ao seu mximo como se verifica
nos potencimetros.
Por exemplo um potencimetro de 10k, varia o seu valor de zero at
10k, movendo o seu cursor (figura 14).
FIGURA 14 EXEMPLOS POTENCIMETROS
1.11.1. RESISTORES AJUSTVEIS
Os resistores ou potencimetros ajustveis so aqueles cujo valor
hmico tambm poder ser mudado por algum meio mas, partindo do
um certo valor muito prximo do seu valor mximo.
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 32/68
Por exemplo um resistor ajustvel de 10k, pode variar o seu valor de
9,8k at 10k, movendo o seu cursor (figura 15).
FIGURA 15 POTENCIMETROS AJUSTVEIS
1.11.2. CARACTERSTICAS DOS POTENCIMETROS
Os potencimetros so exemplos de resistores variveis, isto ,
resistores cujo valor hmico varia dependendo da aco de agentes
externos, como por exemplo os meios mecnicos (cursor), temperatura,
luz etc.
Os resistores variveis acionados por meio mecnico como so os casos
dos potencimetros e os restatos, para alm dos dois terminais fixos
existe um terceiro terminal mvel chamado de cursor (eixo central).
Esse cursor desliza ao longo de um material resistivo chamado de pista,
que nos permite obter valores hmicos que necessitamos dentro do seu
intervalo de variao (figura 16).
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 33/68
FIGURA 16 ESTRUTURA INTERNA DE UM POTENCIMETRO
Os resistores variveis so simbolicamente representados como se
mostra na figura 17:
FIGURA 17 SMBOLO DE RESISTORES VARIVEIS
1.11.3. CLASSIFICAO DOS POTENCIMETRO
Os potencimetros podem ser classificados de vrias formas, tais como,
por exemplo:
1.11.3.1. FORMA DE INSTALAO
De acordo com a forma como so isntaladas nos circuitos eltricos,
podemos encontrar potencimetros para chassis (figura 18) ou para
circuitos impressos (figura 19)
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 34/68
FIGURA 18 POTENCIMETROS PARA CHASSI
FIGURA 19 POTENCIMETROS PARA CIRCUITO IMPRESSO
Nos potencimetros para chassi, o cursor sobressaem at o exterior do
aparelho para facilitar a sua manipulao.
Geralmente os potencimetros para chassi possuem um roscado que
permite a sua fixao no aparelho atravs de uma porca.
Este tipo de potencimetro mais robusto que os do circuito impresso
j que devem ser manipulados diversas vezes e ademais devem ser
muito resistentes ao desgaste mecnico.
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 35/68
1.11.3.2. FORMAS DE VARIAO DO CURSOR
Os potencimetros podem ser desenhados para variar constantemente o
seu valor hmico (potencimetros variveis) ou para ser ajustados num
determinado valor hmico (potencimetros ajustveis).
Os potencimetros de ajuste (figura 20) so geralmente pequenos e so
instalados no interior dos equipamentos e sistemas eletrnicos mediante
a insero dos seus terminais nas placas dos circuitos impressos, donde
so praticamente inacessveis ao usurio comum.
FIGURA 20 POTENCIMETROS DE AJUSTE
Normalmente so usados para calibrar equipamentos eletrnicos e, uma
vez calibrados, se costuma lacrar o cursor com um pingo de cera ou
marcado por uma pintura para evitar de o cursor se mova e volte a
descalibrar.
Ademais, este tipo de potencimetro usado para compensar os efeitos
produzidos por envelhecimento de outros componentes eletrnicos,
sendo tambm conhecidos com o nome de TRIMMERS.
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 36/68
1.11.3.3. TIPO DE MATERIAL DO QUAL FEITO A PISTA
Dependendo do material em que est fabricado o material resistivo ou
pista, os potencimetros podem ser de carvo, de arame ou plstico
condutor (formado por uma mistura de metais preciosos e vidro ou p
cermico).
1.11.3.4. NMERO DE VOLTAS
Dependendo do nmero de voltas que o cursor pode efectuar, podemos
classificar os potencimetros de uma volta o qual aproximadamente
de 270 ou de vrias voltas, tambm chamadas de multivoltas (figura
21).
FIGURA 21 POTENCIMETROS MULTIVOLTAS (TRIMMERS)
Estes, geralmente so de ajuste e empregues nos circuitos donde se
requer um alto grau de preciso.
O percurso total da sua resistncia hmica se efectua com
aproximadamente 10 a 20 voltas do cursor, o qual um parafuso sem
fim.
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1.10.3.4. FORMAS DE VARIAO DO VALOR HMICO
Segundo a forma como varia o valor da resistncia hmica, os
potencimetros podem ser:
1) POTENCIMETROS LINEARES
o Quando o valor hmico da reistncia aumenta ou diminui de forma
diretamente proporcional ao ngulo de rotao ou ao nmero de voltas
que o cursor efectuar, cujo grfico se v na figura 22.
FIGURA 22 GRFICO DE UM POTENCIMETRO LINEAR
2) POTENCIMETRO LOGARTMICO
o So usados principalmente em circuitos de udio e, por essa razo, so
desenhados para serm instalados em chassi dos equipamentos
eletrnicos, podendo ser de trs tipos:
A. DE VARIAO LOGARTMA POSITIVA
Neste tipo de potencimetro, o valor da resistncia aumenta de form
muito rpida no incio do giro do cursor e no final se faz de forma
muito lento (figura 23).
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 38/68
FIGURA 23 GRFICO DE UM POTENCIMETRO DE VARIAO LOGARTMA
POSITIVA
B. DE VARIAO LOGARTMA NEGATIVA
Neste tipo de potencimetro, a variao do valor da resistncia
totalmente oposta ao anteriormente descrito, ou seja, muito lento no
incio do giro do cursor e muito rpida no final (figura 24).
FIGURA 24 GRFICO DE UM POTENCIMETRO DE VARIAO LOGARTMA
NEGATIVA
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C. DE VARIAO BILOGARTMICA
No sendo muito comerciais, combinam o efeito produzido pelos
outros dois anteriormente descritos, onde a sua resistncia aumenta
muito lentamente no incio do giro do cursor, rpidamente nos
valores intermdios e de novo muito lento no seu final (figura 25).
FIGURA 25 GRFICO DE UM POTENCIMETRO DE VARIAO BILOGARTMA
3) OUTROS TIPOS
Existem ademais os denominados potencimetros mltiplos, os
quais so constitudos por dois ou mais potencimetros acoplados
mecanicamente entre si atravs de um nico cursor e dentro desta
categoria, os mais comuns so os potencimetros duplos.
So empregues geralmente em amplificadores e circuitos de controlo
de tons ou equalizadores estereofnicos onde necessrio controlar
ambos os canais ao mesmo tempo (figura 26).
FIGURA 26 POTENCIMETROS DUPLOS
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 40/68
Em todos os potencimetros estudados at agora, a variao do valor
hmico se produz mediante ao giro do cursor.
Porm, existem tambm um tipo especial de potencimetros
denominados deslizantes ou longitudinais, nos quais a variao do
valor hmico se obtem deslizando de um lado para outro a parte
mvel situado no lado superior do componente, sendo muito
utilizandos nos equalizadores de som (figura 27).
FIGURA 27 POTENCIMETROS DESLIZANTES
1.10.4. RECOMENDAES
Quando desejarmos selecionar um potencimetro, temos de ter em
conta os seguintes aspectos:
1.10..1. O VALOR HMICO
Dependendo do tipo e do tamanho do potencimetro, o valor da sua
resistncia pode ser especificado de vrias formas.
Geralmente os dados que vem impresso no corpo dos potencimetros
o seu valor nominal, isto , o valor davresistncia medida entre os dois
extremos fixos.
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Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 41/68
Os potencimetros podem ser manejados em dois sries, a saber:
a) Uma compreende os mltiplos de 1, de 2.2 e de 4.7;
b) A outra compreende os mltiplos de 1, de 2.5 e de 5.
Em alguns tipos de potencimetros, especialmente nos de ajuste e de
multivoltas, o seu valor est marcado com uma notao especial,
constituda por trs nmeros que se lm tal como se indica na figura 28.
FIGURA 28 CDIGO USADO NOS POTENCIMETRO
1.10..2. A TOLERNCIA E A POTNCIA DISSIPADA
Esses valores so especificados claramente sobre o corpo dos
potencimetros
1.11. APLICAES
Os potencimetros so usados principalmente como restatos, ou seja,
conetando um dos terminais fixos e o cursor, com a finalidade de
controlar a corrente que circula atravs do circuito onde esto inseridos.
Podem tambm ser utilizados como divisores de tenso, os quais
permitem obter qualquer valores de tenso compreendido entre o zero e
o mximo da tenso aplicado entre os seus terminais.
-
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1.12. DIVISOR DE TENSO
Na figura 29 se mostra um circuito eltrico formado por trs resistores
( ) conetados em srie, onde tambm se indicam os
condutores que conetam os resistores entre si e com a fonte.
FIGURA 29 RESISTORES LIGADOS EM SRIE
As caractersticas gerais dos circuitos eltricos em srie so:
a) Todos os elementos que compem o circuito, inclundo a fonte de
alimentao, esto conetados um aps outro atravs dos condutores,
formando uma cadeia.
Neste caso, o plo positivo (+) da bateria est conetado a um dos
extremos do resistor e o outro extremo de se liga ao resistor ,
estando o outro extremo de ligado ao resistor e o outro extremo
de estar ligado ao plo negativo (-) da fonte, fechando assim o
circuito.
b) Apenas existe uma trajetria para a circulao da corrente eltrica e se
o circuito se abre ou se rompe em qualquer ponto, por exemplo no
condutor b ou no resistor todo o circuito fica desconetado e no
circula corrente eltrica em nenhum dos elementos do circuito.
Esta ltima caracterstica muito empregue para controlar e proteger
sistemas eltricos e eletrnicos e por essa razo, os dispositivos como
interruptores e fusveis se conetam sempre em srie com os circuitos.
-
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Outro exemplo muito comum de cargas conetadas em srie so as
lmpadas para rvores de natal, onde se fundir apenas uma das
lmpadas ou se algum for retirado do lugar, nenhuma das outras
iluminaro apesar de no estarem fundidas e estiverem nos seus
respetivos lugares.
c) Devido a que nos circuitos em srie apenas se tem uma nica trajetria
para a circulao da corrente eltrica, a quantidade de eletres que
passam por um ponto do circuito a mesma em qualquer outro ponto
do circuito.
Por isso, podemos afirmar que a corrente atravs dos elementos de um
circuito em srie sempre a mesma (figura 30).
FIGURA 30 CORRENTE ELTRICA NUM CIRCUITO EM SRIE
Neste caso, a corrente (I) atravs do condutor a a mesma corrente
que passa atravs dos condutores b, c e d, dos resistores , e
e tambm da fonte U, sendo que em todos os casos, o valor da
corrente atravs desse circuito de 2A.
d) A tenso total aplicada pela fonte a um circuito em srie se distribui
atravs de cada uma das cargas, de modo que quanto mais baixa for a
sua resistncia menor ser a tenso obtida nos seus extremos (figura
31).
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 44/68
FIGURA 31 TENSO ELTRICA NUM CIRCUITO EM SRIE
Neste caso, sobre cada carga aparece uma tenso ( , ou ) cujo
valor depende do valor hmico dos resistores , ou e da
corrente (I) que circula no circuito.
A tenso existente em cada um dos resistores chamada de queda de
tenso e porque da nica tenso da fonte, obtivemos trs tenses
parciais sobre cada um dos resistores deste circuito, este circuito
eltrico chamado de divisor de tenso.
Dividir tenso de uma fonte colocar n resistores em srie de acordo
com as nossas necessidades, ou seja, se pretendermos dividir a tenso
da fonte em duas tenses parciais coloca-se dois resistores em srie
com a fonte, trs tenses parciais coloca-se trs resistores, etc.
De acordo com a lei de Ohm, a queda de tenso atravs de qualquer
carga igual ao produto da corrente pela sua resistncia e, portanto, no
caso do nosso exemplo, temos as seguintes relaes:
;
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 45/68
;
.
A soma das quedas de tenses ou das tenses parciais dever ser igual
ou aproximadamente igual tenso que a fonte fornece e nunca
superior a ela, ou seja:
e) Em qualquer circuito seja ela srie, paralelo ou misto, a corrente
fornecida pela fonte depende da resistncia total ( ) ou resistncia
equivalente ( ) que representa o conjunto de todas as cargas.
Num circuito em srie, em particular, o valor hmico da resistncia
total igual soma de todas as resistncias individuais do circuito.
Por outras palavras, a fonte considera todo o conjunto de cargas como
se fosse um nico resistor, que neste exemplo ter o valor de 6.
Por essa razo, circular atravs do circuito uma corrente (I) de valor
2A, que a mesma que atravessa todos os elementos do circuito, valor
obtido atravs da seguinte frmula:
-
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No clculo da resistncia total de um circuito em srie pode apresentar
as seguintes situaes particulares:
1) O circuito est formado por dois ou mais resistores do mesmo valor
hmico, o valor hmico da resistncia total dada pela seguinte
frmula:
EQUAO 8
2) Se o circuito est formado por dois ou mais resistores de valores
hmicos diferentes, o valor hmico da resistncia total dada pela
seguinte frmula:
EQUAO 9
Por exemplo, se tivermos oito resistores de 1k ligados em srie, o
valor hmico da resistncia total :
Por outro lado, se tivermos dois resistores de 100, um de 470 e um
de 820 ligados entre si em srie, o valor hmico da resistncia total :
-
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De qualquer forma convm ter sempre presente a seguinte regra prtica:
1.13. DIVISOR DE CORRENTE
Na figura 32 se mostra um circuito formado por trs resistores
conetados em paralelo e se aplicarmos a este circuito as caratersticas
dos circutos em paralelo, temos:
FIGURA 32 RESISTORES LIGADOS EM PARALELO
1) Todas as cargas as cargas esto conetados simultaneamente aos
terminais da fonte de alimentao.
As cargas e seus fios de conexo fonte so chamadas de ramos e os
pontos comuns de conexo so chamados de n ou nodos.
Neste nosso exemplo, temos trs ramos e dois nodos, ou seja, o
ramo1 constitudo pelo resistor 1 e os condutores a e b.
A resistncia total ou equivalente de um grupo
de resistores ligados em srie sempre maior que
o maior dos resistores ligados em srie.
-
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2) Existe mais de uma trajetria para a circulao da corrente eltrica e
se o circuito se abre ou se rompe em qualquer um dos pontos de um
ramo, por exemplo no condutor b ou no resistor 1 do ramo1, todos
os demais ramos continuam operando normalmente.
Esta ltima caraterstica muito utilizada nas instalaes eltricas
para permitir a operao das lmpadas e eletrodomsticos mesma
tenso de servio, por exemplo 220V e, tambm a sua conexo ou
desconexo de forma independente.
Desta forma, a maior parte dos circuitos eltricos utilizados nas
casas, fbricas e oficinas para alimentar computadores, mquinas,
etc., so circuitos em paralelo.
3) Num circuito em paralelo, todos os ramos esto conetados fonte e,
portanto a tenso aplicada a todas as cargas tem o mesmo valor
(figura 33).
FIGURA 33 TENSO ELTRICA NUM CIRCUITO EM PARALELO
Neste caso, as quedas de tenses sobre o resistor 1 (U1), sobre o
resistor 2 (U2) e sobre o resistor 3 (U3) so idnticas e iguais
tenso que a fonte fornece, ou seja:
EQUAO 10
-
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4) Num circuito em paralelo a corrente total (IT) fornecida pela fonte ao
circuito se repartem pelos ramos (figura 34).
FIGURA 34 CORRENTE ELTRICA NUM CIRCUITO EM PARALELO
Neste caso, a fonte fornece uma corrente total ( ) e atravs de cada
ramo circula uma corrente parcial ( ) cujo valor depende
dos respectivos valores dos resistores ( ) e da tenso
existente nos extremos da fonte.
De acordo com a lei de Ohm, a corrente atravs de qualquer carga
igual razo existente entre a tenso aplicado e o valor hmico da
sua resistncia, ou seja:
;
;
.
-
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A soma das correntes parciais dever ser igual ou aproximadamente
igual tenso que a fonte fornece e nunca superior a ela, ou seja:
de realar que medida que se coneta mais uma carga a um
circuito em paralelo, aumenta tambm a corrente que a fonte dever
fornecer.
Esta ltima a razo pela qual se queima um fusvel ou se dispara
um disjuntor numa instalao eltrica quando se coneta demasiadas
lmpadas ou aparelhos em tomadas de corrente.
Neste caso, conforme se liga mais uma carga ao circuito e aumenta a
demanda em corrente eltrica.
Podemos chegar ao ponto da demanda em corrente ser superior ao
que a fonte pode fornecer e, por isso ultrapassa o valor suportvel
pelo fusvel ou do disjuntor, fazendo o primeiro queimar ou o
segundo disparar (sobrecarga ou circuito sobrecarregado).
5) Num circuito em paralelo, a corrente total fornecida pela fonte
depende da resistncia total ou equivalente oferecida pelo conjunto
das cargas, podendo o seu valor ser calculado das seguintes formas:
I. Se o circuito em paralelo, estiver constituda por dois resistores de
valores hmicos diferentes ( ) a resistncia total :
EQUAO 11
-
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o Na figura 35 se mostra um exemplo, onde temos dois resistores de
200 e 300 respetivamente ligados em paralelo, tendo um valor total
de:
FIGURA 35 CLCULO DO RESISTOR EQUIVALENTE
II. Se o circuito formado por um resistor de valor R1=R em paralelo
com uma outra de valor R2=R/n, ou seja, n vezes menor, a
resistncia total dado pela seguinte frmula:
EQUAO 12
o Na figura 36 se mostra um exemplo, onde temos dois resistores de 8 e
2k respetivamente ligados em paralelo, tendo um valor total de:
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 52/68
FIGURA 36 CLCULO DO RESISTOR EQUIVALENTE
III. Se o circuito est formado por dois ou mais resistores de igual valor
hmico, a resistncia total a razo existente entre o valor de um dos
resistores e o nmero de resistores ligados em paralelo.
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EQUAO 13
o Na figura 37 se mostra um exemplo, onde temos cinco resistores
iguais de 1k cada ligados em paralelo, tendo um valor total de:
FIGURA 37 CLCULO DO RESISTOR EQUIVALENTE
-
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IV. Se o circuito est formado por dois ou mais resistores de valor hmico
diferentes, a resistncia total :
EQUAO 14
o Este o caso mais geral e aplica-se a qualquer circuito paralelo,
incluindo os trs casos particulares vistos anteriormente.
o Na figura 38 se mostra um exemplo, onde temos trs resistores (R1,
R2 e R3) de 2k, 2.5k e 10k respetivamente cada ligados em
paralelo, tendo um valor total de:
FIGURA 38 CLCULO DO RESISTOR EQUIVALENTE
-
Apostila de Eletrnica Analgica 11 Ano Resistores VMNAN - Pgina 55/68
o De qualquer modo, quando se efetua o clculo de resistncias
equivalentes em paralelo, deve-se ter sempre em conta esta regra
prtica:
A tenso existente na fonte igual tenso existente em cada um dos
resistores ligados em paralelo, sendo que a corrente fornecida pela fonte
repartida em correntes parcias que circula atravs de cada um dos
resistores deste circuito, e por isso este circuito eltrico chamado de
divisor de corrente.
Os resistores at aqui estudados so conhecidos como resistores
lineares, isto porque o valor hmico das suas resistncias eltricas
variar praticamente apenas com a respetiva constituio e dimenses.
Isto , considera-se que a sua variao com a temperatura desprezvel,
quando comparado com os dos resistores no-lineares.
Os resistores lineares so assim chamados porque o seu grfico em
funo da tenso e da corrente eltrica uma reta (figura 39).
FIGURA 39 GRFICO DO RESISTOR LINEAR
A resistncia total ou equivalente de um grupo
de resistores ligados em paralelo sempre menor
que o menor dos resistores ligados em paralelo.
-
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1.14. RESISTORES ESPECIAIS
Os resistores especiais so componentes cuja resistncia hmica
estabelecida por fenmenos fsicos como a luz, temperatura, tenso
eltrica, presso e outros.
Na realidade, h resistores constiudas base de semicondutores e
determinados xidos, cujos valores hmicos variam bastante com a
temperatura, com a intensidade da corrente eltrica ou com a
intensidade luminosa, chamados de resistores no-lineares.
Esses resistores so no-linares porque o seu grfico em funo da
tenso e da corrente eltrica uma curva (figura 40).
FIGURA 40 GRFICO DO RESISTOR NO-LINEAR
1.13.1. LDR
So resistores tambm chamados de foto-resistores, cuja resistncia
hmica decresce medida que aumenta a intensidade luminosa.
Os iniciais LDR vem do ingls LIGHT DEPEND RESISTOR, ou seja
resistor dependente da luz.
-
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So por isso resistores sensveis luz que sobre eles incidem e, para
isso, so fabricados base de sulfureto de cdmio, selnio, etc. (figura
41).
FIGURA 41 RESISTOR LDR
Entre as vrias aplicaes, podemos referir os seguintes:
Interruptor de crepsculo (liga um circuito de iluminao,
quando falta a luz natural);
Fotmetros das mquinas fotogrficas;
Deteno de incndios;
Controlo automtico de luzes de alguns automveis;
Foto-diodos;
Etc.
Os LDR tm como padro a escurido (resistncia mxima, geralmente
acima de M) ou luz muito brilhante (resistncia mnima,
aproximadamente 100).
-
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Por muitos anos o LDR mais comum foi o ORP12, mas nos ltimos
anos o modelo NORP12 que possui aproximadamente 13mm tem se
tornado muito comum.
LDR menores esto tambm disponveis no mercado cujo dimetro
aproximadamente de 5mm.
Um LDR pode ser sensvel a infravermelho (IR do ingls
INFRARED), da luz visvel e UltraVioleta (UV).
O seu smbolo o mostrado na figura 42, sendo que na figura 43
mostrado o desenho de um LDR:
FIGURA 42 SMBOLO DO RESISTOR LDR
FIGURA 43 DESENHO DO RESISTOR LDR
-
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1.13.2. TERMISTORES
Os termistores (figura 44) so semicondutores sensveis temperatura,
ou seja, sofrem alteraes no seu valor hmico conforme a temperatura
em que fica exposto, podendo ser classificados em PTC ou NTC:
FIGURA 44 TERMISTORES
1.13.2.1. TERMISTORES PTC
Os termistores PTC, do ingls POSITIVE TEMPERATURE
COEFICIENT que em portugus significa termistores de coeficiente de
temperatura positiva, tm a particularidade de o valor da resistncia
aumentar bastante com o aumento da temperatura (figura 45).
FIGURA 45 TERMISTORES PTC
-
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Um das linhas de produto mais abrangentes do mundo atualmente
oferecido na categoria de produtos de medio e sensoriamento que
utilizam tecnologias de temperatura.
Estes produtos incluem termistores de alta temperatura, drivers de
medidores, sensores e elementos de medidas e controlo.
Oferece solues para desafios de sensoriamento de temperaturas
encontrados em vrios segmentos da indstriais, tais como na medicina,
no automobolismo e telecomunicaes.
O seu smbolo o mostrado na figura 46:
FIGURA 46 SMBOLO DO TERMISTOR PTC
Os resistores CTP so fabricados base de titanatos de brio e de
estrncio, tendo como aplicaes como limitadores da intensidade de
corrente eltrica em circuitos eltricos/eletrnicos e mquinas eltricas,
na proteco destes mesmos circuitos e em particular de motores contra
temperaturas exageradas.
O fato da resistncia aumentar com a temperatura permite limitar o
valor da intensidade da corrente eltrica no circuito, se este componente
estiver ligado em srie.
1.13.2.2. NTC
Os termistores NTC, do ingls NEGATIVE TEMPERATURE
COEFICIENT que em portugus significa termistores de coeficiente de
temperatura negativa, tm a particularidade de o valor da resistncia
diminuir bastante com o aumento da temperatura (figura 47).
-
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FIGURA 47 RESISTORES NTC
Os resistores CTN so fabricados base de xidos semicondutores de
alguns metais, tais como, por exemplo, o crmio, o nquel, o mangans
e o ferro.
So fabricados sob diversas formas e tm aplicaes na medio da
temperatura, proteco de circuitos, estabilizao da tenso, etc.
O seu smbolo o mostrado na figura 48:
FIGURA 48 SMBOLO DO RESISTOR NTC
Conforme a curva caratersticas do termistor, o seu valor de resistncia
pode diminuir ou aumentar em maior ou menor grau em uma
determinada faixa de temperatura.
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1.13.3. VDR
Um exemplo de resistor no-linear o varistor (figura 49) ou VDR
(VOLTAGE DEPENDENT RESISTOR) onde a sua resistncia
altamente dependente da tenso aplicada, por causa da resistncia de
contato varivel entre os cristais misturados que o compe.
FIGURA 49 RESISTOR VDR
Sua caraterstica eltrica determinada por complicadas redes em srie
e em paralelo de cristais de carboneto de silcio pressionados entre si,
cujo valor hmico diminui com aumento da tenso aplicada nos seus
terminais.
Tm como principal aplicao a proteco de circuitos contra
sobretenses, nomeadamente nas linhas areas, como pra-raios.
O seu smbolo mostrado na figura 50:
FIGURA 50 SMBOLO DO RESISTOR VDR
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1.13.4. MDR
Os MDR so resistores dependentes da variao do campo mangtico,
sendo que uma das classes mais importantes de sensores resistivos so
os magnetoresistores.
Estes sensores so componentes de circuito nos quais o valor nominal
da resistncia eltrica uma funo da intensidade do campo magntico
no qual se encontram imersas.
Os magnetoresistores baseiam o seu princpio de funcionamento na
interao existente entre o campo magntico e o fluxo de corrente
eltrica, que se manifesta atravs da designada fora de Lorentz.
Os magnetoresistores so utilizados na construo de cabeas de leitura
de fitas e discos magnticos, designadamente em aplicaes udio,
vdeo, memorizao de informao em sistemas de computadores,
identificao de padres em cartes magnticos, instrumentao e
equipamento de controle, etc.
Os sensores MDR tm como smbolo o que nos mostrado na figura
51:
FIGURA 51 SMBOLO DOS RESISTOR MDR
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1.13.4.1. O SENSOR FP 202 D 250-22
O sensor diferencial magnetoresistivo FP 202 D 250-22, produzido pela Siemens, consiste em um par de resistores tipo D, InSb/NiSb, em
srie e um im permanente que fornece um campo magntico
polarizado (figura 52)
FIGURA 52 CARACTERSTICAS GERAIS DOS RESISTORES MDR
O valor das resistncias dos magnetoresistores podem ser magneticamente controladas, sendo que o valor da resistncia total no
estado despolarizado (sem o im) de 2x250.
O sensor possui encapsulamento plstico, com trs contatos alinhados saindo de sua base, como nos mostra a figura 53:
FIGURA 53 ALGUNS TIPOS DE RESISTORES MDR
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Esses resistores, tambm conhecidos por sensores, geralmente apresentam as seguintes caractersticas:
Opera a altas temperaturas; Suporta alta tenso de sada; Tem amplitude do sinal independe da velocidade; Possui im polarizado imbutido; facilmente conectvel ao circuito eltrico.
Esses componentes tm algumas aplicaes tpicas, tais como, por exemplo:
Detetores de velocidade; Detetores de posio; Detetores de sentido de rotao; Codificador angular; Etc.
1.13.2. ESPECIFICAO
Os valores mximos para esses componentes esto especificados na tabela a seguir apresentado da folha de dados de um dos exemplares:
Parmetro Smbolo Valor Unidade
Temperatura de
operao
TA
- 40 / + 140
C
Temperatura de
estocagem
Tstg
- 40 / + 150
C
Potncia
De
Dissipao
P
400
mW
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Tenso de entrada
Vin
7.5
V
Tenso de
isolamento entre
terminais
VI
> 100
V
Condutividade
trmica
G
>= 5
mW/K
1.13.3. FUNCIONAMENTO E APLICAES
Aproximando uma leve pea de ferro para perto do sensor uma mudana em sua resistncia obtida e o divisor de tenso do
magnetoresistor causa uma reduo da temperatura na regio da tenso
de sada.
1.13.3.1. CONTADOR DIGITAL DE ROTAES
Para um contador digital de rotaes, o sensor deve atuar com uma engrenagem magntica dentada
O espao interdentrio deve ser aproximadamente o dobro do espao central do magnetoresistor (figura 54)
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FIGURA 54 CARACTERSTICAS GERAIS DO CONTADOR DIGITAL
Os dois resistores do sensor so complementados por dois resistores adicionais de maneira a ser obtida uma tenso de ponte (Vout).
Essa tenso de sada sem excitao nula quando a tenso de offset compensada, sendo que esse princpio de operao poder ser utilizado
em projetos de decodificadores angulares, fazendo a relao entre o
nmero de dentes contados e o nmero total de dentes.
1.13.3.2. MEDIO DE DISTNCIAS LINEARES
Esses tipos de sensores tambm podem ser usados para converter pequenas distncias lineares em um sinal eltrico proporcional, onde
uma pequena pea de ferro, com 1.8 mm, movida acima da face do
sensor.
Os sinais proporcionais para distncias maiores que 1.5 mm podem ser obtidos tambm dessa maneira.
O sinal de sada senoidal fornece uma tenso proporcional distncia no zero da regio de crossover, podendo esse princpio ser usado na
construo de detetores de posio e de velocidade.
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1.13.9. CONCLUSO
O sensor magnetoresistivo FP 202 D 250-22 um dos magnetoresistores mais simples produzidos pela Siemens, porm,
apesar de sua simplicidade, possui uma larga faixa de operao e
diversas aplicaes.
tambm um componente ideal para visualizao prtica do efeito da fora de Lorentz, princpio bsico dos magnetoresistores.
FIM