eletricidade e linear.pdf

NET INFO NCLEO DE ENSINO TECNOLGICO Rua Oto de Alencar n 35-39, Maracan/RJ - tel. 2204-1398/2234-2918

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GRANDEZAS ELTRICAS 1) Intensidade da corrente eltrica. A definio de corrente eltrica, refere-se a uma quantidade de cargas eltricas, eltrons, que atravessa a seo de um material no espao de tempo de um segundo. I = Q / t I a intensidade da corrente em ampres ( A ). Q carga eltrica em coulombs ( C ). Um Coulomb igual 6,25 x 1018 eltrons. t- tempo em segundos ( s ).

Seo do condutor 2) Tenso eltrica. A tenso eltrica uma fora que causa o movimento das cargas eltricas, dando origem corrente eltrica. A unidade de tenso o Volts. A tenso tambm chamada de fora eletromotriz (FEM) e diferena de potencial ( DDP ). Pilhas e baterias As pilhas e baterias so capazes de transforma energia qumica em energia eltrica, a partir de reaes que ocorrem entre seus componentes internos. A tenso fornecida pelas pilhas e baterias continua, que no varia com o tempo. As polaridades, positivo e negativo, so fixas.

Eltrons em movimento

Smbolo


2

3) Resistncia eltrica. a oposio oferecida passagem da corrente eltrica, dependendo do material. A unidade de resistncia eltrica o Ohms ( ). O material que no oferece dificuldade passagem da corrente, resistncia terica igual a zero, chamado de condutor . Fios e cabos so exemplos de condutores eltricos. O material que oferece oposio passagem da corrente, impedindo totalmente a sua passagem, chamado de isolante. Materiais como plstico e vidro, so exemplos de isolantes. 4) Lei de Ohm A lei de Ohm relaciona a corrente, tenso e resistncia. R = V / I I = V / R V = R I I 5) Potncia eltrica. A energia eltrica transformada em outra forma de energia nos aparelhos eltricos e eletrnicos. A relao entre tenso( V ) e corrente( I ), define a potncia eltrica ( P ). A potncia eltrica a energia consumida por segundo. P = V I P em Watts ( W ).


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O circuito eltrico

Potncias de 10 Exerccio: 0,01 A = _______ mA 1000=______k 25mV=_________V 125 mA = _______A 5600=______k 3850A=________ mA 1A = _______mA 1 000 000=______M 100=_________k

I

PREFIXO SMBOLO POTENCIA DE 10

mega M 106 quilo k 103 unidade 1 100 mili m 10-3 micro 10-6 nano 10-9 pico 10-12

V R 9V


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Exerccios: 1) Um dispositivo eltrico apresenta uma resistncia de 10. Uma fonte de tenso com 100V ligada

ao dispositivo. Calcule a corrente que passa pelo dispositivo. 2) Calcular a potncia eltrica no dispositivo anterior. 3) Um monitor, fabricado com potncia de 120W e tenso de funcionamento de 120V, consome uma

corrente de quantos ampres? 4) Calcular a resistncia oferecida pela lmpada.

5) Uma fonte de 12V ligada em uma resistncia de 1000. Calcular a corrente que passa pela

resistncia em mA.


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SMBOLOS ELTRICOS INICIAIS A) Resistncia ou resistor:

B) Fonte de tenso contnua:

C) Ligao eltrica:

D) Ligaes eltricas no interligadas: E) Ligaes eltricas interligadas: F) Chave interruptora ( liga e desliga ): G) Fusvel: H) Lmpada incandescente:

I) Terra:

No existe ligao eltrica

Existe ligao eltrica


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RESISTOR Componente que tem como objetivo limitar a corrente eltrica.

O material utilizado na fabricao do resistor, pode ser o filme de carbono ou metlico e fio, dependendo da aplicao. CODIGO DE CORES A identificao do valor do componente em ohms, determinado pelo cdigo de cores. Cdigo de cores: Preto = 0 Marrom = 1 Vermelho = 2 Laranja = 3 Amarelo = 4 Primeiro digito Segundo digito Numero de zeros Tolerncia marrom = 1% vermelho = 2% ouro = 5% prata = 10%

Verde = 5 Azul = 6 Roxo = 7 Cinza = 8 Branco = 9

Smbolos

Ouro, 10. Prata, 100. Preto, x1 ou nenhum zero.


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Resistor de cinco faixas Primeiro digito Segundo digito Terceiro digito Numero de zeros tolerncia Exerccios: 1) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 2) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 3) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 4) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 5) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 6) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 7) ____________, ____________, ___________, ____________ = ___________ , _________% 8) __________, __________, _________, __________,___________ = ___________ , ______% 9) __________, __________, _________, __________,___________ = ___________ , ______% 10)__________, __________, _________, __________,___________ = ___________ , ______%


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ASSOCIAO DE RESISTORES 1) Associao em srie. R1 R2 R3 Rn Rt Rt = R1 + R2 + R3 + Rn

A resistncia total do circuito igual soma das resistncias individuais. 2) Associao em paralelo. Rt R1 R2 R3 Rn

A resistncia total menor, em relao a menor resistncia individual presente na associao. 3) Associao mista. a combinao das associaes srie e paralelo. R3 R1 R2 R4

RbRaRbRaRx

RnRRR

Rt 13

12

11

11


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A) Associao em srie 1o Calcular a resistncia da associao entre os pontos A e B. 2o _ Montar o circuito. 3o _ Medir a resistncia entre os pontos A e B. Circuito Montagem no protoboard R3 Ponto B R1 R2 Ponto A Clculos:


10

B) Associao em paralelo 1o _ Calcular a resistncia total da associao, entre os pontos A e B. 2o _ Montar o circuito. 3o _ Medir a resistncia entre os pontos A e B. Esquema

Montagem no protoboard Ponto A Ponto B Clculos:


11

C) Associao mista 1o _ Calcular a resistncia total da associao, entre os pontos A e B. 2o _ Montar o circuito. 3o _ Medir a resistncia entre os pontos A e B. Esquema Montagem no protoboard R3 Ponto B R1 Ponto A R2 R4 Clculos:


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RESISTORES AJUSTVEIS E VARIVEIS 1) Resistores variveis ou potencimetros. smbolo: Potencimetro deslizante Potencimetro rotativo 2) Resistor ajustvel ou trimpot Smbolo: 3) RDL ( LDR ) Resistor que varia a resistncia em funo da luz. A resistncia varia inversamente com a luminosidade. Smbolo:


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4) Termistor Smbolo: Resistor que varia a resistncia com a temperatura. PTC: termistor que varia a resistncia diretamente com a temperatura . NTC: termistor que varia a resistncia inversamente com a temperatura.

5) VDR ou varistor Smbolo:

Resistor que varia a resistncia com a tenso. A variao inversamente proporcional. 6) Rede resistiva Smbolo:

t

V

A rede resistiva uma associao de resistores.


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CIRCUITOS ELTRICOS.

1) Circuito em srie. Na associao em srie a corrente a mesma em todos os componentes associados.

1o Calcular a resistncia total Rt = R1 + R2 + R3 2o Calcular a corrente

3o Calcular a tenso nos resistores. VR1 = R1 I VR2 = R2 I VR3 = R3 I 4o Montar o circuito, medir as tenses e completar a tabela. Para medir tenso com o instrumento, basta conectar as pontas de prova, uma em cada terminal do componente. Calculado Medido VR1 VR2 VR3

RtVccI

I


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2) Circuito em paralelo. Na associao em paralelo a tenso a mesma em todos componentes associados.

1o Calcular as correntes

2o Montar o circuito e completar a tabela. Calculado Medido It I1 I2

RtVccIt

22

RVccI

11

RVccI

It

I1 I2


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3) Circuito misto

As caractersticas dos circuitos srie e paralelo esto presentes no circuito misto.

1o Calcular as correntes e as tenses nos resistores. Comparar com os valores da simulao: 2o Complete a tabela com os valores medidos e calculados. Calculado Medido VR1 VR2 VR3 VR4


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CAPACITOR O capacitor tem como caracterstica a capacidade de armazenar cargas eltricas. Significa que o capacitor armazena energia, mas no a consome. A unidade de capacitncia o Farad ( F ). Construo do capacitor O valor da capacitncia depende da construo, isto , da rea das placas (folhas de metal), distncia entre as placas e o tipo de material dieltrico (isolante). Smbolo genrico: Para carregar um capacitor, basta ligar uma fonte de tenso. As cargas no se combinam devido a existncia do material isolante entre as placas. Retirando a fonte, o capacitor sem perdas, permanece carregado. Para descarregar o capacitor, basta ligar uma carga resistiva em paralelo ou um fio de curto. Em funo da tenso e da carga, teremos: - C a capacidade de armazenar cargas eltricas. Capacitncia em Farad ( F ).

- Q a quantidade de cargas eltricas armazenadas, em Coulomb ( C ). - V a tenso nos terminais do capacitor, em Volts ( V ).

Folhas de alumnio Isolante ( dieltrico )

Terminais de conexo

Cargas positivas Campo eltrico

VQC


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ASSOCIAO DE CAPACITORES A) Srie: Dois capacitores de 10F ligados em srie resulta no capacitor equivalente de 5F. B) Paralelo: Ceq = C1 + C2

Dois capacitores de 10F ligados em paralelo resulta no capacitor equivalente de 20F. Para medidas de capacitncia, utilizado o capacmetro.

10F 10F

10F

10F

2121

CCCCCeq

C1 C2

C1 C2


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TIPOS DE CAPACITORES E CODIFICAO Smbolo: 1) CAPACITORES DE POLIESTER A) Valor em micro Farad ( F ).

De 0,01 a 0,82 em F B) Valor em nano Farad ( nF ). De 1 a 820 em nF C) Valor em pico Farad ( pF ). De 1000 a 8200 em pF Tolerncias: J = 5% K = 10% M = 20%

0.022 k 250V

330 J 400V

5600 M 630V

Cdigo de cores, valores em pF 1 alg sign.

2 alg sign. Numero de zeros Tolerncia Branco = 10% Preto = 20% Tenso max. Vermelho = 250V Amarelo = 400V Azul = 630V

Codificao simplificada com valores em pF. 1 dig. 2 dig. No. de zeros. 2200 pF , 10% , 63 Volts

2 2 2 K 63V


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2) Capacitor cermico. 3) Capacitor eletroltico. o nico capacitor com polaridade.

4) Capacitor ajustvel. 5) Capacitor varivel.

Letra Tolerncia %

F 1 G 2 J 5 K 10 M 20 S -20/+50 Z -20/+80

Tabela de cdigos de tolerncia


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TESTE DE CAPACITORES COM O MULTITESTE A escala de resistncia utilizada para verificar possveis defeitos no capacitor. Observe o resultado do capacitor sem defeito, durante o teste. Escalas p/ teste: Rx1k , Rx10k Resultado da observao: Observe o resultado para os seguintes defeitos: Curto Aberto Fuga


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TRANSFORMADOR O transformador tem como princpio de funcionamento, o fenmeno da induo eletromagntica. Utilizado para reduzir ou aumentar a tenso alternada, como exemplo a tenso fornecida pela CERJ ou LIGHT.

120 Volts 12 Volts Construo O transformador possui basicamente duas bobinas ( enrolamentos de fio de cobre ). A bobina referente entrada de tenso denominada de enrolamento primrio. A bobina referente sada de tenso denominada de enrolamento secundrio. As bobinas so enroladas em um ncleo de ferro, com o objetivo de concentrar o campo eletromagntico e possibilitando a mxima transferencia de potncia do primrio para o secundrio. Relao de transformao Teoricamente, sem considerar as perdas de energia, a tenso no secundrio depende do seu numero de espiras, comparado ao numero de espiras do primrio e da tenso aplicada no mesmo. A potncia no secundrio a mesma no primrio, desconsiderando as perdas no ferro e no fio de cobre das bobinas . Primrio Secudrio V1=120 Volts N1=1000 esp N2= 100 esp V2=12 Volts

12

21

21

II

NN

VV


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Observaes importantes O capacitor bloqueia a passagem da corrente contnua. Observe a figura 1, a tenso no resistor nula, provando que a corrente foi bloqueada. Em tenso alternada, a oposio oferecida pelo capacitor passagem da corrente, depende da frequencia da fonte de tenso alternada. Observe as figuras 2 e 3, quanto maior a frequencia menor a oposio passagem da corrente e o aumento da tenso no resistor. Uma aplicao interessante do capacitor em CA, nos denominados filtros passa-alta e passa-baixa. O nome dado dificuldade oferecida pelo capacitor denominada de reatncia capacitia (Xc), sendo o valor obtido no calculo em Omhs. f = frequencia do sinal C = Valor do capacitor

Fig 1

Fig 2

Fig 3

fCXc

28,61


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Observaes importantes O indutor no oferece oposio passagem da corrente contnua. Observe a figura A . O indutor oferece oposio passagem da corrente alternada. Observe o que acontece com a tenso na mudana da freqncia ( ver figuras B e C ) . Quanto maior a frequencia, maior a oposio oferecia passagem da corrente e menor ser a tenso no resistor. O indutor tambm utilizado nos denominados filtros passa-alta e passa-baixa. A oposio oferecida pelo indutor recebe o nome de reatncia indutiva ( XL ), sendo o valor em Ohms. f = frequencia L = indutancia

Fig. A

Fig. B

Fig. C

fLXL 28,6


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CHAVES ELETROMECNICAS Chaves eletromecnicas so dispositivos que fecham, abrem ou selecionam as ligaes de um circuito. 1) Chave interruptora _ liga e desliga. alavanca tecla 2) Chave de um polo e duas posies. 3) Chave de um polo e n posies. Chave rotativa ou de onda Conhecida tambm como chave seletora 4) Push-button Contato normalmente fechado ( NF ) contato normalmente aberto ( NA )


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5) Sensor magntico reed switch 6) Chave fim de curso_ sensor mecnico Exemplo de aplicao em elevadores 7) Rele Chave magntica utilizada em automao.

contatos

mola


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MULTITESTE DIGITAL O instrumento que mede resistncia: omhmetro O instrumento que mede tenso: voltmetro O instrumento que mede corrente: ampermetro Escalas de tenso alternada ( V~ ) ou (ACV) Escalas de tenso contnua ( V ) ou ( DCV ) Escalas de corrente contnua ( A ) ou ( DCA ) Escalas de resistncia ( ) Bornes das pontas de prova: positivo e negativo

Escalas para teste de diodos e transistores hFE =


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Condutores eltricos Dimensionamento pela mxima corrente do condutor. Condutor com PVC / 70 C OBS: Valores para temperatura de 30 C, no interior de tubos embutidos na parede. Exemplos: Um chuveiro eltrico com potncia de 2200 Watts funciona em 110 Volts. Calcular a corrente que passa pela resistncia de aquecimento e o fio mnimo do circuito. Um chuveiro eltrico com potncia de 2200 Watts funciona em 220 Volts. Calcular a corrente que passa pela resistncia de aquecimento e o fio mnimo do circuito.

Seo em mm2

Corrente Mxima (A)

1 12 1,5 15,5 2,5 21 4 28 6 36 10 50 16 68 25 89 35 111

FIO

CABO


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DIODO RETIFICADOR O diodo, feito com cristal de silcio ou germnio, adquire a propriedade de orientar a corrente eltrica em um nico sentido. Durante a fabricao criada duas regies no cristal, uma com caractersticas positivas, denominada de nodo e a outra com caractersticas negativas, denominada de ctodo.

Smbolo: nodo(A) Ctodo (K) Equivalente mecnico do diodo Vlvula de reteno Sentido da corrente Sentido da gua portinhola Vlvula de reteno Bloqueio da corrente no sentido contrrio Bloqueio da gua no sentido contrrio

Material do tipo N, regio do ctodo.

Material do tipo P, regio do nodo.

juno


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Polarizao direta Na juno, cargas eltricas combinadas no permitem a passagem da corrente, formando uma barreira eltrica, quando a tenso entre nodo e ctodo for menor que 0,6 volts. Quando a tenso for igual ou maior que 0,6 volts, o diodo entra em conduo, permitindo a passagem da corrente. A caracterstica analisada chamada de polarizao direta, com o potencial no nodo maior em relao ao ctodo. O diodo comparado a uma chave fechada. Polarizao inversa Na situao em que o potencial do nodo menor em relao ao do ctodo, teremos as caractersticas da polarizao inversa, que no permite a passagem da corrente no sentido contrario. O diodo comparado a uma chave aberta.

5,40

0,60

- 6,00

0,00

RVdVccI

RIVdVcc

VccVdI

RIVccVdRIVdVcc

0


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DIODO RETIFICADOR LIGADO EM PONTE Montagem em ponte de diodos A D4 D1 C D3 D2 R B D Analise do circuito Observe que o sentido da corrente o mesmo na resistncia de carga , independente da inverso da polaridade na entrada do circuito entre os pontos A e B.

A+ A _ + + B _ _ B + _ O objetivo da ponte, foi a de manter a polaridade constante na resistncia de carga, orientando a corrente em um nico sentido.


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Diodos e pontes retificadores Anodo Catodo Curva caracterstica do diodo

0,6


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TESTE DO DIODO COM O MULTMETRO

.642 1


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O DIODO RETIFICADOR EM TENSO ALTERNADA.

Observamos que o diodo s permite a passagem dos pulsos positivos, barrando os negativos. Pelo fato de apenas metade da tenso alternada ser aproveitada, temos a denominada retificao de meia onda. O objetivo da retificao a de obter uma tenso contnua.

Exerccio: calcular o valor mdio da tenso contnua, obtida da retificao de meia onda de uma tenso alternada, de valor eficaz igual a 12 Volts.

Tenso alternada

Valor mdio da tenso continua ( Vmdc ).

Para calcular o valor mdio, utilizar a formula:

Vmax

max318,0 VVpVmdc


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RETIFICAO EM ONDA COMPLETA A B Transformador de tomada central Fig. A A tomada central passa a ser uma referencia. Quando um extremo do enrolamento secundrio tem potencial positivo, o outro extremo negativo. O diodo do extremo de potencial positivo entra em conduo e o do outro extremo bloqueia a passagem da corrente. PONTE RETIFICADORA Para ambos os casos da retificao de onda completa, o valor mdio da tenso contnua calculada pela frmula:

Exerccio: calcular o valor mdio da tenso e comparar com o resultado da simulao das figuras A e B. Considerar Vd = 0,7 Volts.

max2636,0 VVpVmdc

T.C.

Fig. B


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Retificao com filtro capacitivo


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DIODO ZENER, LIMITADOR DE TENSO Smbolo: O diodo zener normalmente utilizado em circuitos reguladores e limitadores de tenso. Para obter a funo mencionada, o diodo zener deve trabalhar polarizado inversamente, para poder atingir a regio de zener. Observe no grfico o comportamento da tenso no zener. Mesmo que a fonte de tenso que polariza o diodo zener inversamente aumente de valor, a tenso estabilizada . Corrente (A) Vz Izmin 0,6 tenso(V) Izmax LED, DIODO EMISSOR DE LUZ Smbolo: O LED, um dispositivo eletrnico com a funo de sinalizao. A vantagem do LED em relao as lmpadas de filamento, est no pequeno consumo de energia para emitir luz. Para poder emitir luz, o LED deve ser polarizado diretamente. Caractersticas: - Tenso direta entre 1,5V at 2,0V. - Corrente direta nominal de 20mA. - Tenso inversa mxima de 5V.


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TRANSISTOR

Fabricados com cristais de silcio ou germnio e tratados industrialmente, os transistores so dispositivos capazes de controlar a passagem da corrente. Devido as caractersticas denominado de TJB, transistor de juno bipolar. Aplicaes bsicas: chave eletrnica e amplificao de sinais. Podem ser de dois tipos: NPN ou PNP. Cada regio do cristal tem um nome: base, emissor e coletor. Coletor Coletor Base Base Emissor Emissor A base a regio que controla a passagem da corrente entre coletor e emissor. Quando existe corrente na base, teremos conduo da corrente do coletor para o emissor. Quando no existe corrente na base, no existe essa conduo. A relao existente entre a corrente de coletor e a corrente de base conhecida como ( beta ). O beta informa quantas vezes Ic ser maior que IB. Ic = IB Aspectos dos transistores As caractersticas bsicas que devemos observar nos transistores so: tenso, corrente, potncia, frequncia e temperatura mximas de trabalho.

N

P N

P

N

P

Equivalente mecnico do transistor.


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POLARIZAO O funcionamento do transistor, PNP ou NPN, depende da polarizao correta das junes PN. A juno base e emissor, deve ser polarizada diretamente. A juno base e coletor, deve ser polarizada inversamente. Os esquemas abaixo ilustram exemplos de polarizao para os dois tipos de transistores e o sentido das correntes, utilizando duas fontes de tenso.

A tenso de polarizao base-emissor baixa (da ordem de 0,6V a 0,7V para transistores de silcio), polarizao esta, caracterizada pela fonte VBB , enquanto que a juno base-coletor est inversamente polarizada em funo da fonte VCC. Na prtica, VCC assume valores maiores do que VBB. A relao existente entre a corrente de coletor e a corrente de base conhecida como ( beta ), sendo diferente para cada transistor. Para os fabricantes, o conhecido como hFE. Relaes: IE = IC + IB Ic = IB

Exemplo: Um transistor com = 100 e IB = 0,01mA. Calcular os valores de Ic e IE.

Vcc

VBB

RB

Rc

RB

Rc

VBB

Vcc


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REGIES DE TRABALHO DO TRANSISTOR CARACTERSTICAS DAS REGIES: CORTE : Ic = 0 , VCE = Vcc , VBE < 0,6 V No corte, o transistor comparado a uma chave aberta: SATURAO: , VCE = 0 , VBE 0,6V Na saturao, o transistor comparado a uma chave fechada: Rc: resistor ligado no coletor. RE: resistor ligado no emissor. Quando no existir, RE = 0. ATIVA OU LINEAR : 0 < VCE < Vcc , o ideal , VBE 0,6V a regio de operao dos amplificadores

AMPL

RERcVccIcsat

2VccVCE


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CURVA CARACTERSTICA DO TRANSISTOR A curva caracterstica determina os valores de Ic e VCE em funo dos valores de IB. A curva caracterstica fornecida pelos fabricantes dos transistores. Para obter os valores de Ic e VCE, devemos determinar Ic sat. e VCE no corte e interligar os dois pontos no grfico com a denominada reta de carga. No grfico anterior, como exemplo, temos os valores determinados: A) IB igual a 30A. B) Ic sat. igual a 25 mA. C) VCE no corte igual a 20V. Observe que em funo do valor de IB de 30A, com a linha correspondente cruzando a reta de carga, teremos os seguintes valores aproximados: A) VCE = 10V B) IC = 10mA O valor provvel do :

Reta de carga

Vcc

Ic sat

IB determinado

33303,0

10

mAmA

IIcB


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A) Polarizao de corrente fixa na base.

B) Polarizao independente do

RB Rc

Vcc

RB1

RB2

Rc

RE

Vcc

CCCCCE

CECICCC

BBECC

B

BEBBCC

IRVV

VRV

RVVI

VIRV

E

C

E

C

ECCCCCE

EE

CE

BEBE

BBB

B

RR

VV

RRIVV

RVII

VVV

RRRVccV

2

21


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Exerccios 1 A ) Vcc = 12V, RB = 22,8M, Rc = 2k, = 100 1 B ) Para RB igual a 380k. 1 C ) Para RB igual a 190k.

RB RC

Vcc


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1 D) Calcular VCE, sabendo que RB = 380k, Rc = 2k, = 200 e VCE = 12V. 2 ) Calcular VB, IC e VCE.


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TESTE DE DIODOS E TRANSISTORES Testar o diodo retificador e o LED. Identifique com o multmetro digital, os terminais dos transistores e o tipo ( NPN ou PNP ). NPN PNP Valores obtidos no teste, aproximadamente. TERMINAIS EM TESTE

POLARIZADOS DIRETAMENTE

POLARIZADOS INVERSAMENTE

BASE -EMISSOR 0,67V infinito BASE-COLETOR 0,62V infinito O valor medido entre coletor e emissor, no importando a posio das pontas de prova, sempre o infinito para a maioria dos transistores. Cuidado, tem transistor com um diodo ligado entre coletor e emissor. A configurao Darlington com dois transistores, obtemos uma medida entre base e emissor de 1,2V aproximadamente. Existem trasistores com um resistor de valor baixo da base para o emissor.

1 600


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FONTE DE TENSO REGULADA A maioria as fontes de alimentao so formadas em etapas, tais como transformao, retificao, filtragem e regulagem. A etapa de regulao possui diversas configuraes, dependendo de cada aplicao. A) Regulador com diodo zener e transistor. Denominado de regulador em srie, um diodo zener ligado base do transistor. A tenso na base mantida constante pelo diodo zener, como consequncia, a tenso no emissor tambm constante independente das variaes da tenso no coletor. O coletor a entrada do regulador, o emissor passa a ser a sada e a base a referncia. Circuito: Fonte de tenso fixa

Calculo da tenso regulada: VRL = Vz - VBE Fonte de tenso ajustvel


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Com a incluso do potencimetro (POT), foi possvel ajustar a tenso no valor desejado. B) Circuito integrado regulador de tenso. A etapa de regulao possui diversas configuraes, dependendo de cada aplicao. Entre elas temos as que fazem uso de circuitos integrados, com sada fixa em tenso positiva ou negativa. A srie 78XX consiste em reguladores integrados positivos enquanto a 79XX em negativos, em suas sadas. Regulador Tenso de entrada

Mnima Mxima Tenso de sada

7805 7 25 +5 7808 10 25 +8 7812 14 30 +12 7815 17 30 +15 7818 20 33 +18 7824 26 38 +24 Lembramos que estes circuitos integrados possuem proteo interna contra curto, sobrecarga e aquecimento excessivo, alm de no necessitar de componentes adicionais para efetuar a regulagem. A corrente mxima para qualquer CI da srie de 1 A . Utilizar dissipador de calor. Regulador de tenso ajustvel LM317 Com o regulador LM317, possvel ajustar a tenso na sada da fonte de 1,2V 37V e uma corrente mxima de 1,5 A .

POT.

LM7805 Terminal 1 Entrada de tenso no regulada.

Terminal 3, sada de tenso regulada

Terminal 2, terra.

1 2 3

Ajuste Sada de tenso regulada


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POLARIZAO INDEPENDENTE DO BETA () Na base ligado um divisor de tenso, de acordo o esquema. O objetivo a de estabilizar a tenso na base em relao ao terra do circuito. Estabilizando a tenso na base, o que tiver ligado no emissor, no caso o resistor de emissor, a tenso tambm ser estabilizada. No caso de substituir transistores com betas diferentes, a tenso no emissor permanece estvel, e como conseqncia, IE , Ic VCE e VRC tambm. A condio anterior possvel para beta igual ou maior a 100, tornando o valor da corrente de base desprezvel em relao corrente que passa pelo divisor de tenso. obvio que pequenas variaes no ponto de operao ocorrem, mnimas mas dentro do tolervel. Veja um exemplo: Transistor BC548 com = 400 Transistor BC337 com = 175

Entrada de tenso


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O GANHO DE TENSO DO AMPLIFICADOR DE SINAIS O valor aproximado do ganho de tenso ( Av ) determinado pelos valores de RC e RE. Av = Rc / RE Os valores de RC e RE, proporciona um ganho reduzido mas a estabilidade no ponto de operao garantida. Para aumentar o ganho, basta ligar um capacitor em paralelo com o resistor de emissor, sem prejudicar a estabilidade. Cuidado, a amplitude do sinal de entrada deve ser pequena, para no ocorrer distores no sinal quando amplificado. O ganho determinado por: AV = RC / Re Re = 26mV / IE IE = VE / RE


50

Para o sinal a ser amplificado, o capacitor em paralelo com RE, passa a ser uma passagem livre de baixa impedncia. Ao determinar o ganho, Re substitui RE. O Re uma caracterstica de impedncia interna do transistor. AMPLIFICADOR DE POTNCIA O pr-amplificador o estgio inicial de amplificao de pequenos sinais, at etapa final denominada de amplificador de potncia. O amplificador de potncia, como o nome diz, trabalha com altos nveis de potncia. comum tais transistores trabalharem com temperaturas elevadas, fato que obriga o projeto a incluir o dissipador de calor, chapa de alumnio, com o objetivo de reduzir a temperatura do componente, sem o qual o componente ser danificado. Dissipador Transistores AMPLIFICADOR PUSH-PULL COM SIMETRIA COMPLEMENTAR Circuito com a montagem de dois transistores, NPN e PNP. A sada do estgio amplificador feita na ligao dos emissores e cada transistor amplifica um dos ciclos do sinal. Circuito bsicos Com fonte simtrica


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A tenso na sada, ligao de R4 e R5, igual a zero. Com fonte comum.

Para que o sinal na sada, tenha uma excurso simtrica, a tenso de polarizao na ligao dos resistores R4 e R5 de ser de Vcc/2. O ajuste da tenso feita alterando o valor de R2. O circuito exige um capacitor de acoplamento na sada.

Com driver

Os circuitos analisados operam em classe AB, a onde os transistores ficam entre as regies de corte e ativa, circulando uma pequena corrente de coletor, que no acarreta grandes perdas de potncia. Trabalham com potncias at 50 Watts.

RB1

RB2


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AMPLIFICADOR EM PONTE

No amplificador em ponte, a excurso do sinal em cada fase teoricamente igual da fonte de alimentao. O transistor NPN de um ramo trabalha com o transistor PNP do outro ramo. Observe o sentido da corrente para cada ciclo do sinal amplificado. Fase positiva Fase negativa

AMPLIFICADOR DARLINGTON AMPLIFICADOR PARALELO


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MONTAGEM DOS TRANSISTORES NOS DISSIPADORES DE CALOR Transistores de potenciais diferentes montados no mesmo dissipador, devem ser isolados pela folha de mica. Para facilitar a transferncia de calor, passar entre o transistor e o dissipador, a pasta trmica. Prender o transistor com porca e parafuso e soldar os fios nos terminais.

Aspecto dos transistores de potncia.


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Atualmente, os amplificadores com componentes discretos, esto sendo substitudos por circuitos integrados de potncia. Como exemplo o TDA 2003 e TDA1515, tornando as montagens compactas. CI TODA 2003 Circuito Circuito impresso, vista superior da placa.

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