Apostila 11º Ano_Resistores.pdf

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2013

Prof. Victor Nascimento

27-09-2013

Apostila de Eletrnica Analgica - 11 Ano -

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;


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.


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


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.


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

.


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:


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.


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,


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


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.


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 ( );


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


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.


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;


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.


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


FIGURA 2 CDIGO DE CORES PARA RESISTORES


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%.


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.


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


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.


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


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).


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


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.


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.


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:


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.


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:


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) :


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.


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).


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)


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.


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.


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.


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).


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


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


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.


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.


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.


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).


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:

;


;

.

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:


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 :


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.


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


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:

;

;

.


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


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:



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.


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:



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:



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.


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.


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).


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


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


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).


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.


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


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


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


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


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)


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.


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

Documents

Apostila 11º Ano_Resistores.pdf