UFU - Universidade Federal de UberlndiaFemec Faculdade de Engenharia MecnicaCurso de bacharelado em Engenharia Mecatrnica

lex de Sousa Vieira - 98768 Murillo Candido de Sousa - 98781

Introduo a Eletrnica Bsica

Uberlndia - MG2011

SUMRIO

1. INTRODUO....................................................................................................................................3 2. FUNDAMENTOS TERICOS..............................................................................................................4 2. 1 Multmetro .....................................................................................................................4 2. 2 Gerador de Funo .........................................................................................................5 2. 3 Ampermetro Analgico ..............................................................................................5 2. 4 Voltmetro Analgico ..................................................................................................6 2. 5 Osciloscpio ..................................................................................................................6 2. 6 Resistores ......................................................................................................................7 2. 7 Resistores ......................................................................................................................7 2. 8 Capacitores ....................................................................................................................8 2. 9 Transistores ...................................................................................................................9 2. 10 Ciscuitos Integrados ....................................................................................................9 2. 11 Protoboard ...................................................................................................................10

3. Concluso.........................................................................................................................12 4. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS........................................................................................13 5. ANEXO I..............................................................................................................................14 5. ANEXOII.............................................................................................................................15

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1. IntroduoDurante a aula prtica de Eletrnica Bsica foi realizada a introduo aos componentes e equipamentos necessrios para a realizao dos proximas aulas e as normas de conduta a serem seguidas durante a permanncia dentro do laboratrio. Feito isso, foi introduzido o objetivo final das aulas praticas de Eletrnica Bsica que ser projetar, construir e apresentar um circuito integrado simples.

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2. Fundamentos Tericos2.1 Multmetro O multmetro ou multiteste um instrumento que realiza mltiplas medidas, sendo capaz de medir por exemplo corrente, tenso e capacitncia. Este instrumento encontrado analgico ou digital, onde o analgico utiliza-se de um galvanmetro conectado atravs de um m com o ponteiro e o digital utiliza um display, normalmente de cristal lquido. A leitura no multmetro analgico deve ser feita sobre uma bancada horizontal e perpendicularmente ao ponteiro evitando assim o erro de paralaxe. Os multmetros trabalham com quatro terminais de entrada de sinal, sendo um comum e os outros destinados a cada tipo de medida desejado, seja ela corrente, tenso, frequncia, resistncia, capacitncia, indutncia e temperatura. Este modelo de multmetro considerado um pouco mais frgil em relao ao digital por possuir uma calibrao em sua agulha. A Figura 1 mostra o multmetro analgico:

Figura 1: Multmetro Analgico Alm de sua menor fragilidade, o multmetro digital apresenta outra vantagem em relao ao analgico que poder apresentar casas decimais dependendo de sua resoluo. O instrumento digital est exposto na Figura 2.

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Figura 2: Multmetro Digital

2.2 Gerador de Funo Os geradores de funo fornecem os sinais eltricos mais comuns para teste de circuitos, com a possibilidade de variao de amplitude, frequncia e formas de onda. Este gerador apresenta alm disso, a capacidade de fornecer sinais com formas de onda sintetizadas pelo prprio usurio. So muito utilizados em laboratrios de eletrnica como fonte de sinal para teste de diversos aparelhos e equipamentos eletrnicos. Esse equipamento gera ondas de sinais senoidais, triangulares, quadrados, todos com diversas frequncias e amplitudes. Para produzir a forma de onda triangular utiliza-se duas fontes de corrente constantes e de polaridade opostas, que carregam e descarregam um capacitor temporizador. Uma forma de onda senoidal de baixa distoro produzida achatando a forma de onda triangular. Um detetor de nvel sente a tenso sobre o capacitor temporizador e conecta e desconecta as fontes de corrente alternadamente, que utilizado para produzir a sada de forma de onda quadrada. A Figura 3 abaixo mostra um gerador de funo:

Figura 3: Gerador de Funes

2.3 Ampermetro Analgico O ampermetro, aparelho usado para medir corrente em circuitos, constitudo da sua resistncia interna mais a resistncia do galvanmetro e o prprio galvanmetro em srie. Em paralelo a esse conjunto temos uma resistncia denominada shunt (ou resistncia de desvio), 5

graas a ela, podemos efetuar medidas de correntes maiores do que aquela que causaria uma deflexo mxima da escala, utilizando somente a resistncia interna de valor muito baixo em paralelo bobina, sendo o shunt o responsvel que parte da corrente seja desviada da bobina para esse resistor. Assim ele possui para cada escala uma resistncia interna diferente. Esse instrumento deve ser sempre ligado em srie ao circuito em que se deseja medir a corrente. O ampermetro est representado na Figura 4.

Figura 4: Ampermetro analgico

2.4 Voltmetro Analgico Um voltmetro construdo pela associao em srie de um resistor com um galvanmetro. E como todo aparelho eltrico tambm possui uma resistncia interna. essencial que a resistncia interna de um voltmetro seja muito grande quando comparada com a resistncia de qualquer elemento do circuito entre os dois pontos aos quais o voltmetro esteja ligado. Caso contrrio, o prprio medidor se torna um elemento do circuito e altera a diferena de potencial que deve ser medida. Como o voltmetro tem o objetivo de medir a tenso do circuito sem influenciar no valor a ser obtido, o ideal seria que a sua resistncia interna fosse infinita. Assim como o ampermetro analgico, o voltmetro possui para cada escala uma resistncia interna diferente.

Deve ser ligado em paralelo com o elemento cuja tenso deseja-se determinar.Figura 5: Voltmetro analgico

2.5 Osciloscpio Um osciloscpio, na realidade, nada mais do que um tubo de raios catdicos, acoplado a alguns circuitos. O osciloscpio um instrumento que alm de uma medida quantitativa, apresenta tambm uma medida qualitativa da grandeza que est sendo objeto de anlise. Na maioria dos casos o osciloscpio apresenta a variao de uma tenso em funo do tempo. 6

O osciloscpio, ilustrado na Figura 6, utilizado para a anlise de uma forma de onda, ou seja, a variao de uma tenso em funo do tempo. Para que isto acontea necessrio que o ponto luminoso se desloque na tela com uma velocidade constante no sentido horizontal que o eixo do tempo. Normalmente o sinal que temos no tem amplitude conveniente para ser aplicado diretamente s placas defletoras. Utiliza-se ento um amplificador e um atenuador na entrada, provido de um seletor, apenas para adequar o sinal.

Figura 6: Osciloscpio

2.6 Alicate Volt-Ampre A interrupo de circuitos muitas vezes impraticvel; nesses casos pode-se usar um alicate volt-ampre (Figura 7), capaz de medir a corrente pelo campo magntico que esta produz ao passar no condutor. Para medir tenso, esse instrumento possui dois terminais nos quais so conectados os fios, que sero colocados em contato com o local a ser medido. Muito utilizado para realizar medies em redes eltricas, pois no preciso colocar em srie no circuito.

Figura 7: Alicate Volt-ampre

2.7 Resistores Os resistores so elementos que apresentam resistncia passagem de eletricidade. Podem ter uma resistncia fixa ou varivel. A resistncia eltrica medida em Ohm. Na prtica, os resistores limitam a intensidade de corrente eltrica atravs de determinados 7

componentes. A Figura 8 traz um resistor com identificao de cores.

Figura 8: Resistor

Para sua identificao so colocadas cores na forma de anis em sua volta, e atravs da tabela de cdigo de cores feita a leitura e identificao do valor de resistncia do componente. O Anexo 1 representa o cdigo de cores mostrando como deve ser interpretado as cores dos resistores.

2.8 Capacitores Capacitores (tambm chamados de condensadores) so dispositivos de circuitos eltricos que tm como funo armazenar cargas eltricas e consequentemente energia eletrosttica, ou eltrica. Ele constitudo de duas peas condutoras que so chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que chamado de dieltrico. Dieltrico uma substncia isolante que possui alta capacidade de resistncia ao fluxo de corrente eltrica. A utilizao dos dieltricos tem vrias vantagens. A mais simples de todas elas que com o dieltrico podemos colocar as placas do condutor muito prximas sem o risco de que eles entrem em contato. Capacitores so utilizados com o fim de eliminar sinais indesejados, oferecendo um caminho mais fcil pelo qual a energia associada a esses sinais esprios pode ser escoada, impedindo-a de invadir o circuito protegido. Nestas aplicaes, normalmente quanto maior a capacitncia melhor o efeito obtido e podem apresentar grandes tolerncias. J capacitores empregados em aplicaes que requerem maior preciso, tais como os capacitores que determinam a frequncia de oscilao de um circuito, possuem tolerncias menores. A Figura 9 mostra alguns capacitores comerciais de variados tipos de dieltrico.

Figura 9: Capacitores de diferentes dieltricos Os capacitores tambm pode, como os resistores, ser codificado em cores como o da Figura 10.

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Figura 10: Capacitor de cor

E assim como os resistores, tambm possuem o cdigo de cores em pico-Farad, para determinao da capacitncia do componente. O Anexo 2 mostra como so definidas as cores para o capacitor. 2.9 Transistor O transistor um dispositivo de controle de corrente que recebeu este nome como uma forma contrada das palavras resistor de transferncia (do ingls, TRANSfer

reSISTOR) e como ele opera com eltrons e lacunas como portadores de carga recebeu o nome de transistor bipolar. Outro dispositivo semicondutor de controle o transistor de efeito de campo FET (Field Effect Transistor), cujo controle da corrente realizado por meio de um campo eltrico induzido na regio condutora, como ele opera majoritariamente com apenas um tipo de portador, tambm denominado de transistor unipolar. Os transistores podem ser classificados de acordo com o tipo de portador de carga utilizado para transporte de corrente. Sob esse ponto de vista, existem dois tipos de transistores: os bipolares e os unipolares. Enquanto nos bipolares utiliza-se de eltrons livres e lacunas como portadores de carga, os transistores unipolares utilizam-se de eltrons livres ou lacunas como portadores de carga. A Fig. 11 ilustra os tipos de transistores bipolares e unipolares existentes.

Fig. 11 - Tipos e classificao dos transistores.

2.10 Circuitos Integrados Os circuitos integrados so circuitos electrnicos funcionais, constitudos por um conjunto de transstores, dodos, resistncias e condensadores, fabricados num mesmo 9

processo, sobre uma substncia comum semicondutora de silcio que se designa vulgarmente por chip. O circuito integrado propriamente dito chama-se pastilha (chip, em ingls) e muito pequeno. A maior parte do tamanho externo do circuito integrado deve-se caixa e s ligaes da pastilha aos terminais externos.As principais vantagens dos circuitos integrados em relao aos circuitos com componentes discretos so a reduo de custos, peso e tamanho, o aumento da confiabilidade, maior velocidade e menor consumo de energia.Os circuitos integrados so usados em quase todos os equipamentos eletrnicos usados hoje e revolucionaram o mundo da eletrnica. Os circuitos integrados podem se classificados quanto ao tipo de transstores utilizados, podendo ser bipolar ou Mos-Fet e esto agrupados em famlias lgicas. Famlias lgicas bipolares: RTL Resistor Transistor Logic Lgica de transstor e resistncia. DTL Dode Transistor Logic Lgica de transstor e dodo. TTL Transistor Transistor Logic Lgica transstor-transstor. HTL High Threshold Logic Lgica de transstor com alto limiar. ECL Emitter Coupled Logic Lgica de emissores ligados. I2L Integrated-Injection Logic Lgica de injeco integrada. Famlias lgicas MOS: CMOS Complemantary MOS MOS de pares complementares NMOS/PMOS NMOS Utiliza s transstores MOS-FET canal N. PMOS - Utiliza s transstores MOS-FET canal P.

Fig. 12 Exemplo de circuito integrado.

2.11 Protoboard

Protoboard, como o prprio nome indica, um suporte para montar prottipos. Os sistemas experimentais em eletrnica, antes de serem montados em placas de circuito impresso e soldados, so testados por software e como prottipos em um protoboard. O Protoboard consiste de uma placa de alumnio sobre a qual so presos conjuntos de estruturas plsticas vazadas. O protoboard apresenta abaixo dos quadrados de plstico, uma 1 0

srie de duas lminas folheadas a ouro, entre as quais os fios ou os componentes sero conectados, estabelecendo um contato eltrico.Os conectores ("bornes") so para a entrada de sinais eltricos ou de alimentao, conduzidos atravs de fios com terminais. A grande vantagem do protoboard na montagem de circuitos eletrnicos a facilidade de insero de componentes, uma vez que no necessita soldagem. As placas variam de 800 furos at 6000 furos, tendo conexes verticais e horizontais.

Fig. 13 Exemplo de Protoboard.

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3. Concluso A apresentao dos equipamentos e dos componentes nessa primeira aula foi fundamental para que os alunos pudessem ter um primeiro contato e possam assimilar melhor o que ser feito nos laboratrios seguintes. Esse contato dos alunos tambm importante para o aprendizado dos alunos. Ainda importante que esta primeira aula mostre aos alunos o funcionamento dos equipamentos e componentes afim de evitar riscos durante as prticas.

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4. Bibliografia [1] Gerador de Funo. Disponvel em: . Acessado em: 25 mar. 2011 s 14:45hrs. [2] Gerador-sinal.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 25 mar. 2011 s 15:20hrs. [3] Osciloscopio.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 25 mar. 2011 s 15:35hrs. [4] Apostila_Cemig_Instalaes_Residenciais.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 25 mar. 2011 s 15:50hrs. [5] Funo de um resistor. Disponvel em: . Acessado em: 25 mar. 2011 s 16:30hrs. [6] Comp._Basicos_de_Circuitos_e_Instr._de_Medicao. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 11:00hrs. [7] Capacitores. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 13:20hrs. [8] Diodos e circuitos ceifadores. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 13:30hrs. [9] Transistor.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 14:10hrs. [10] Circuitos integrados.ppt. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 14:25hrs. [11] Integrado.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 15:15hrs. [12] Psi2307_2004-Teoria-8-CMOS.pdf. Disponvel em: . Acessado em: 27 mar. 2011 s 15:50hrs. [13] TORRES, G. Fundamentos da Eletrnica. Rio de Janeiro: Axcel, 2002. 229 p. 1 3

5. Anexo 1Cdigo de Cores de Resistores

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6. Anexo 2Cdigo de Cores de Capacitores

1 Algarismo PRETO MARROM VERMELHO LARANJA AMARELO VERDE AZUL VIOLETA CINZA BRANCO 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 Algarismo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

3 Potncia 10^1 10^2 10^3 10^4 10^5 10^6 -

4 Tolerncia 20% 10%

5 Tenso 250V 400V 630V -

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