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ANALG IC A._---_. . .. ._ . _ ~ .. . .r-

IIR , s i s t i n ( i a , res ls teres

A c o r r f n t f q U f p a s s a p o r u m c i r c u i t o n o d f p f n d f a p f n a s d a t ense q U f a f m p u r r a ,m a s t a m b ~ m d a r r s i s t i n c i a q U f 05 f l f t r o n s f n c o n t r a m a o n u m o v im f

Um condutor perfeito no ope nenhum obstculo corrente. Noentanto, na prtica, os materiais oferecem certa resistncia passagem dos eltrons.Com a mesma tenso (ou seja, a fora que a empurra), acorrente efetiva que circula depende da resistncia do circuito,exatamente o mesmo efeito que acontece com a gua.Neste curso vamos evitar o tratamento matemtico. Por outrolado, no que consideramos essencial, somente pedimos aoleitor que aceite algumas frmulas simples porm fundamen-tais.

Aumentando a resistncia, a corrente diminui.

A LEI DE OHMA relao aparentemente trivial que foi descoberta por Georg Simon Ohm, em1827 toda a base da eletrnica.I = V I ROu seja: a corrente (i) obtm-se dividindo a tenso (V) pela resistncia (R)A resistncia mede-se em ohms (smbolo O) com os seus correspondentesmltiplos e sub-rnltiplos: particularmente o Kilohm (KO, 1.000 ohms) e omegaohm (MO, um milho de ohms).

Todos os resistores tm umcerto valor de resistncia,expressado em ohms eescrito normalmente comum cdigo de cores. Podem-se adquirir e so utilizados com muita frequncia, resistores (normal-mente denominados "resistncias"): dispositivos construdos especialmente paraoferecer uma resistncia muito precisa.

Nos circuitos eltricos, as resistncias podem estar representadas comdois smbolos diferentes: o europeu e o americano.O primeiro que vamos utilizar durante o curso um simples retngulodo qual saem os dois terminais. O segundo uma linha em zig-zag.

A S R ES IS T NC IA S NO S C IR CU IT OS

Europeu AmericanoExistem normativas oficiais para os smbolos eltricos, ainda que naprtica no so sempre seguidas como deveriam.Smbolos das resistncias.

5~ . - ~ -- -

_ _ _ __ ~ _ _ _ _ _ ~" ~J_ _ .- . . . . . = c .. < .a . - ~~~ - ,, - -L-~~""''''L_" --~--,~~--",,- ~~ - -- __ "-__

l ICio2

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ANALGICA

( a k u l a r a c e r r e n t eC om a l e i d e o h m i d l ( a l ( u l a r a ( o r r e n t e q u e p a s s a p o r u m drcu i t e . V a m o s v e r a l g u n s e x e m p l o s

No esquema que mostramos na figura, uma pilha de 12 voltsest ligada com dois fios a uma resistncia de 6 ohms. Quantacorrente passa? O clculo muito simples. A lei ohm diz quetemos que dividir a tenso (em volts) pela resistncia (emohms)

No nosso caso, o V uma tenso de 12 VeR um resistor de6Q.

Passa ento uma corrente de 2 ampres. Muitos problemassurgidos nos projetos eletrnicos, so resolvidos aplicando estafrmula.

I = V / R

1 = = 1 2 /6 = = 2

TUDO EST EM PROPORO

Corrente1= 2 AII +f Pilhal.~..~~~~~.

TensoV;., 12 V ResistnciaR=6n

Para saber quanta corrente passa, divide-se a tensopela resistncia.

Falando de uma forma matemtica, a lei de ohm dizque a corrente proporcional tenso e inversa-mente proporcional resistncia. Na prtica, este fatosignifica que duplicando a tenso (24 volts em vez de12) duplica-se tambm a corrente.

Este efeito razovel. Quanto mais se empurra, maiscorrente passa. Duplicando a resistncia, a correntedivide-se pela metade.

I = = 24 V 1 6 Q = = 4 A1= 1,5 A

I = = 12 V 1 12Q = = 1 A como fechar parcialmente uma torneira. Sairmenos gua.

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+ A lei de ohm pode ser escrita tambm deQual a tenso outras formas perfeitamente equivalentes=? R=8n necessria para fazerpassar 1,5ampres que acabamos de ver, e que servem nopor uma resistncia caso de que a corrente seja um dado jde 8ohms? conhecido.V= RI V = RI, o u seja 8n x1,5A = 12 V V = RI (R X I)

~---- 1 Significa que a tenso obtida multipli-= 0,2 A cando a corrente pela resistncia.R = V / I

+ Qual a resistnciaV= 12 V R=? necessria para fazer A resistncia obtm-se dividindo a tensopassar 0,2 ampres pela corrente. As figuras mostram as duas(ou seja, 200 mA) se variantes da frmula.a tenso de 12 V?R= V/I, 12 V/0,2 A=60 W

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P o t i n c i a , I i t r i c aA c o r r e n te e l t r i c a t r a n s p o r t a e n e r g i a q u e p o d e s e r c o n v e r t i d a e m o u t r a s f o r m a s , t a i s c o m o a l u z ,o c a l o r , o s o m o u o m o v im e n t oA passagem de corrente por uma resistncia origina um aquecimento:a energia eltrica converte-se em calor. Desta forma funcionam astorradeiras, ferros de passar roupa, fornos e aquecedores eletricos degua.Outros dispositivos convertem a energia eltrica em luz (lmpadas),som (alto-falante), energia mecnica (motor eltrico), etc.Tambm nestes casos, uma parte da energia eltrica utilizada (a quefoi "absorvida" ou "consumida") dispersa-se como calor, "dissipa-se".

Uma torradeira contm uma resistncia que converte aenergia eltrica em energia trmica, ou seja em calor.

lI I

POTNCIA: WATTS

25200 W 570W

A energia mede-se em jaules (smbolo J). A origem deste nome vemdo cientfico Ingls James Prescott Joule. No entanto esta no a uni-dade de medida mais interessante.Como nos automveis, prefervel conhecer a potncia que a ener-gia convertida em cada segundo.A potncia mede-se em watts (smbolo W), nome que provm doengenheiro escocs James Watt, que aperfeioou a mquina a vapor.Por exemplo, um aquecedor eltrico converte perto de 2 KW (doisKilowatts, dois mil watts) em calor, enquanto que o motor de um utili-trio produz menos de 40 KW de energia mecnica e muito mais calor.

A simples lei de Joule permite conhecer a potncia eltricaabsorvida pelo dispositivo. Basta multiplicar a tenso nosseus extremos pela corrente que os atravessa:

Por exemplo: no caso de que nos extremos de um ferro depassar existam 220 V e a corrente que o atravessa de 2 A,a potncia absorvida de:

100Q.1500 W 10 W 100 kW

so 440 W, mais do que suficiente para manter a temperaturanecessria para a sua utilizao.Um computador normal absorve perto de 300 W nomomento em que se acende e depois uns 100 Wdurante o seu funcionamento normal.

Potncias tpicas empregadas pelosdiferentes dispositivos eletricos.

CALCULAR A POTNCIA

W=VI

220 x 2 = 440 W

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ANALG IC A

R e s i s t i n d a s n o d e s e j a d a sN o m u n d o r u i t o d o s o s c o m p o n en te s ( t e r m i n a i s i n c l u d o s ) o fe r e c e m u m a c e r t a r e s i s t n c i a

p a s s a g e m d a c o r r e n t e : ie c e s s r io p r e s t a r a t en~o a e s t e f a t oo esquema eltrico a representao ideal de um circuito:quando se passa prtica existem sempre pequenas dife-renas.Por exemplo, os filamentos e os fios oferecem uma certaresistncia. Segundo a lei de ohm, quando so atravessadospor uma corrente cria-se nos seus extremos uma tenso (oudiferena de potencial). Este fato significa que, quando passaa corrente, a tenso nos extremos de um fio eltrico no nunca igual. Existe uma pequena queda de tenso.

.. ..- ~12 V 11,94 V

12 V 12 V+

tResistnciados fios~

A potnciadissipada em forma Uma braadeira com osde calor pelos fios parafusos apertados temum dos problemas uma resistnciado transporte da excessiva e pode causarenergia eltrica. aquecimentos, avarias einclusive incndios.

LmpadaOV ov

~ ~ ~cNo caso de que os fios fossem condutores ideais,no existiria uma queda de tenso.Por causa da resistncia dos fios,a tenso na lmpada inferior da bateria.

No caso de um fio ser atravessado por uma corrente, e portantoentre os seus extremos existir uma tenso, segundo a lei deJoule uma determinada potncia ser transformada em calor.Vejamos um exemplo prtico: um aquecedor de 2,2 KW (2.200W). A tenso de 220 V, a corrente absorvida de 10 A (220 x10, d um total de 2.200).

Liguemos tomada este aquecedorcom uma extenso e suponhamosque esta tem uma resistncia de100 mW (milohms, milsimas deohm) ou seja 0,1 ohms.Segundo a lei de ohm, multipli-camos 10 A por 0,1 ohms e obte-mos 1V: esta a queda de tensosobre a extenso.~~

~~,~ Nos extremos da extenso existe portanto 1 V ,mas a extenso atravessada por uma correntede 10 A e portanto a potncia dissipada pelo fio de 1 x 10 = 1OW.

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DIG ITAL._._.._----------_._---------

U m f o o u t r o : A N DQ u a n d o o v a l o r l q i c o d e u m a s a d a d e p e n d e d a c o m b i n a ~ o

d e v r io s v a l o r e s d e e n tr a d a , e s t ame s f a l a n d o d e ' I q i c a c om b i n a t r i a "A B~. ~.i, t e r r u P t o r e ! cVejamos um circuito com dois interruptores em srie,um depois do outro no mesmo fio, como o que mos-tramos na figura. O que temos que fazer para acendera lmpada?Evidentemente no suficiente fechar um dosinterruptores. Para fechar o circuito temos que fecharos dois obrigatoriamente.

Este um exemplo de ANO lgico. "AND" em inglssignifica "E". Realmente temos que fechar um e de- Os dois interruptores devem ser fechados para que a lmpadapois O outro. se acenda.

A tabela verdade do AND mostra o valor de sada comas quatro possveis combinaes das entradas. Normalmente utilizamos O para indicar um interruptoraberto (no passa corrente) e 1 para indicar um inter-ruptor fechado (passa a corrente).Observamos que a sada C 1 (verdadeiro) apenasno caso de que ambas entradas A e B sejam 1. Emtodos os outros casos a sada O .

Entrada A Entrada B Sada C(Interruptores) (Interruptores) (Lmpada)----/- ----/- O O O -0-"----/- ~ O 1 O -0- Tabela verdade do ANO:~ ----/- 1 O O -0- mostra o valor da sadacorrespondente a cada~ ~ 1 1 1 -0- possvel combinao dosvalores de entrada.'-" ~. ., -"."...,.-: -.? ", .... ~. ,.....

Smbolotradicional do

ANO: esquerda asentradas, direita as

sadas.

~Nos esquemas eltricos um AND indica-se normal-mente com os smbolos que se mostram na figura: oprimeiro o smbolo tradicional, o segundo o queresponde s normas IEC.Por conveno, desenham-se os esquemas de forma aque se possam ler da esquerda para a direita,seguindo a trajetria do sinal desde a entrada at asada.

Smbolo ANOsegundo asnormas IEC.

Desenhamos duas entradas e uma sada, mas as_ entradas podem ser mais de duas. A sada vale 1 setodas as entradas so 1.

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DIGITAL

A N D ( o m o u m a p o r t a l g i ( aU m A ND p o d f S f r u t i l i z a d o p a r a d e i x a r p a s s a r o u b l o q u f a r u m s i n a l l g ic o

Observando a tabela de verdade do AND da pgi-na anterior, descobre-se um interessante efeito quepode resultar bastante til.Quando a entrada A vale O , a sada C igual aentrada B.O efeito, recproco (mudando o A e o B, ocorre omesmo) No entanto suponhamos por um momentoque B seja o sinal lgico entrada e A seja umaespcie de baliza.Vendo sobre esta perspectiva, vemos que quando Avale O , o B est "bloqueado". No entanto quando Avale i, o B passa e recolhe a sada.

L GIC A BO OL EA NA E A NOO matemtico ingls George Boole estudou as expres-ses lgicas, criando o que chamamos lgica boolea-na. Esta lgica aplica-se quando existem dois valoresnicos (verdadeiro ou falso, 1 ou O).Na lgica booleana, o AND (interseco lgica) corres-ponde mais ou menos multiplicao. Neste campo,utiliza-se um smbolo especial. Na eletrnica escreve-se normalmente:C =A * B- (C igual a A "e" B) ou simplesmenteC=AB

Entrada ~ ) D A .r----I~~adaControle da porta1 =passa, O = no passa

Se a entrada A vale 1, a entrada B repete-se na sada C. Noentanto ,se A vale O no passa e a sada fica sempre igualaO.

~Um AND utilizado desta forma funciona como umaporta lgica, uma espcie de cancela que permitedeixar passar ou bloquear outro sinal lgico.Desta forma, o termo "porta" aplica-se por extensotambm aos outros dispositivos lgicos descritosnas pginas seguintes.As portas lgicas so bastante teis, j que permi-tem controlar um sinal lgico com outro sinal lgico.

0*0=00*1 = O1 * O = O1 * 1 = 1

Os resultados neste caso,correspondem aos da mul-tiplicao normal:

George Boole,um dos pais da lgicabinria, tal e comoo conhecemos hoje.

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U m o u o o u t r o : O RP ar a o O R n o ie c e s s r i o q u e t o d a s a s e n t r a d a s t e n h a m o v a l o r 1 : b a s t a a p e n a s u m a

Em ingls OR significa "ou": realmente a sada vale 1 seuma ou outra das entradas (ou ambas) valem 1.As figuras mostram um exemplo de OR para interruptorese tambm os smbolos grficos do OR (o tradicional e oque respeita as normas IEC).o comportamento do OR resume-se natabela verdade que se mostra esquerda.

D-C := --c lA B coO1

O1O1

O111

Tabela verdade do OR: a sada vale 1e ao menosuma entrada est em 1.

Tambm o OR pode funcionar como uma porta,deixando passar ou bloqueando uma sinal lgi-co. Apenas referente ao AND funciona ao con-trrio.Na tabela verdade v-se que se A vale O a sadareproduz fielmente a entrada B, enquanto que seA vale 1 a sada C est sempre bloqueada a 1.

A

Tabela verdade do OR: a sada vale 1se ao menos uma entrada est em 1.

~Na lgica booleana, se o AND representa a multipli-cao, o OR (unio lgica) corresponde soma: aquitambm utilizamos o "+" em vez do smbolo lgico.C=A+B no entanto uma soma um pouco estranha de'vi-do a que no se pode superar nunca 1 nem ter oresto.0+0=00+1 = 11 + O = 11 + 1 = 1 (no supera 1)o comportamento do OR resume-se na tabela ver-dade que se mostra esquerda.

Entrada - J . - _ ) D . . . . ; ; B A;... Ct .......=.~.~adaControleO = passa, 1 = no passa

Se A vale = passa de igual maneira a C. Mas se A vale1, o B no passa e a sada sempre se mantm como 1.

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C

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DIGITAL-----------_._-_ .._-_ .. ----------_ .. _._.

1r -c ,!o T1 )

1,~

O . ~''.,"=

A p ,n a s u m d o s d o i s : I O Ro O R e x c l u si v o p e r m i t e s a b e r s e a s d u a s e n t r a d a s s o i g u a i s o u di fe ren t~s

Existe um dispositivo lgico mais estranho que os dois que jvimos (ANO e OR). Se trata do OR exclusivo, abreviado comoXOR.Tem sempre e unicamente duas entradas e como se v nasua tabela verdade, a sada vale 1 apenas se as entradas sodiferentes entre si (1 e O ou O e 1).Em outras palavras, desde o ponto de vista lgico a sadasignifica: so verdadeiros um e outro, mas no ambos.

E XP RESS ES L G IC AS E X ORo simbolo do XOR nas expresses lgicas um "+"fechado num crculo:O O = O 1 = 11 O='11 1 = O

D-C := --c IUMA P OR TA Q UE S E P OD E IN V ER TERUm XOR funciona como uma porta especial, que nobloqueia o sinal mas que o pode inverter se o desejar.Se A vale 0, realmente a sada C reproduz fielmentea entrada B, enquanto que, se a A vale 1 a sada C o oposto (negao lgica NOT) da entrada B

t tDesviador

A Boo

o1

Como veremos a seguir, XOR pode ser facilmenteconstruda com as outras portas, e as expresses l-gicas podem ser combinadas entre si para obter outrasmais complexas. No entanto, na prtica utilizam-secircuitos integrados que contm circuitos XOR j cria-dos anteriormente, da mesma forma que se realizacom as outras funes lgicas.

8

1 o1

Tabela verdade do XOR: a sada vale1e as entradasso diferentes.

Smbolos do XOR: esquerda o smbolo tradicional, direita o que segue a norma IEC("apenas uma entrada a 1").

Entrada -t--->t,- >-C_ Sada

Controle da portaO = a passagem direta1 = passagem no autorizada

Se A vale 0, o B passa de igual forma a C. Mas se A vale 1,o valor lgico de B invertido.

Se encontra em muitos casos um XOR: dois comutadores(interruptores de duas posies) permitem acender eapagar uma luz desde as duas posies.

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COMPONENTES

R f s i s t o r f s

u( i2

O s r e s i s t o r e s s o o s ( o m p o n e n t e s e l e t r n i( o s m a is ( o m u n S rq u e e x i s t e m n um a g r a n d e v a r i e d ad e d e t i p o s rp a r a a s m a is d iv er s a s apl ica~esOs resistores so utilizados principalmente paraobter (lei de ohm) a corrente ou a tenso desejadasnum determinado ponto do circuito.

RES IS TORES DE ESTRATOAs resistncias mais simples e econmicas so oestrato de carvo, obtidas com uma fina pelculade material carbonoso.A verso standard de 0,25 W (um quarto de watt),existindo tambm em maiores e menores dimen-ses, e a mesma capacidade de absoro do calor.Para uma maior preciso ou estabilidade, existemas resistncias de estrato metlico similares emconstruo porm mais precisas.

Nos resistores de fio uti liza-se um fio deliga metlica com a resistncia adequada,enrolando-o de forma a que sirva para obtero valor desejado.

As resistncias de fio podem alcanarelevadas temperaturas (por exemplo250 o C ) favorecendo o intercmbio- trmico com a rea que o rodeia. Oexemplo acima referido de 11W.

A sua caracterstica principal deve-se ao seu valorem ohms, indicado normalmente por um cdigo decores (ver a pgina seguinte).

As resistncias doestrato de pequenapotncia esto entreos comoonentemais difundidos entretodos os t ipos decircuitos.

As resistncias normais tm um estrato de materialparcialmente condutor sobre um fundo isolante, recobertopor ma grossa pelcula protetora.

~No caso de que uma resistncia tenha que dissipar emforma de calor uma potncia elevada, necessrioque possa suportar tambm temperaturas elevadas.Como o estrato (de carvo ou metlico) seria dani-ficado, substitui-se por um fio da liga adequada, maisou menos comprido em funo da resistncia dese-jada, enrolado sobre um suporte.Se esta operao no for suficiente, deve-se acres-centar um dissipador (um bloco metlico) para favo-recer o intercmbio de calor com a rea que o rodeia.

Comum dissipadormetlico adequado,pode tambm dissiparcentos de Watts.

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COMPONENTES--__._---_._----_._---_._------------_. __ .( d iC j o d , c o r , s

( o m u m p o u c o d f p r t i c a r o v a l o r d f u m a r f s i s t i n c i a p o d f s e r l i d a d f f o rm a im f d ia t ad fp o i s d f S f V f r a s s u a s l i s t a s c o l o r i d a s

A tabela de cores permite ler o valor dasresistncias que est escrito nas listas coloridas.Pode parecer complexo, porm realmente segueregras muito simples.I NUMERO DE LA LI STA ICD:J[L==:J[LJ

0.01 10%0.1 5%

O O 1Com um pouco de prtica pode-se chegar a ler ovalor com a mesma facilidade como se estivesseimpresso ... inclusive com uma maior facilidade,porque as listas coloridas so sempre visveis.

LISTA 1 LISTA 3(primeiro valor) (multiplicador)'v-.. .- 9 - -l"-LISTA 2 LISTA 4(segundo valor) (tolerncia)

1 1 10 1%2 2 100 2%3' 3 10004 4 100005 5 1000006 6 10000007 78 8A figura A que se mostra, resume as regras da

leitura. Vejamos um exemplo da descodificaodo valor de uma resistncia.Cdigo de cores para os valoresdas resistncies mais comuns.

9 920%

LER UM VALO RAs resistncias normais do estrato de carvo tm quatro listas colo-ridas, das quais a ltima, ligeiramente destacada, normalmente acor ouro.

4 7 Um zero mais ou menosx 10 5%Se uma resistncia estiver marcada como amarelo, violeta, marrom,ouro, qual o seu valor?Partindo do lado oposto ao ouro, as primeiras duas bandas tradu-zem-se em nmeros: o amarelo vale 4 e o violeta 7.

Um resistor de 470 n. A terceira lista representa o multiplicador, o nmero de zeros que setem de acrescentar. O marrom significa 1, de forma que acrescen-:tamos um zero (multiplicamos por 10).Obtemos desta forma 4, 7, O, ou seja 470 ohms ou, de uma formaabreviada 470 Q.

A ltima banda, a de cor ouro, a tolerncia, a pre-ciso do valor. Como se pode ver na tabela, a corouro quer dizer 5% de mais ou de menos. II I ~Valores ~ossveisIII

o valorefetivo de umaresistnciapode variarem funoda tolernciacom respeitoao valordeclarado(nominal).

A nossa resistncia, ainda que declarada de 470ohms, pode ter um valor qualquer entre 446,5 Q (o5% menos do 470) e 493,5 Q (o 5% mais de 470).'950Q

(-5%)1000Q

(Valor )nominal1050Q

(+5%)projetista deve prestar ateno a esta possvelimpreciso, deixando margens adequadas parapermitir um bom funcionamento do circuito.

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----------_._----_._-----------------_._----_._--~_-(s (a la d f v a l e r e sO s v a lo r e s d o s res is teres n o s o a r b it r r i o s , p o i s e n c a i x a m n u m a s r i e d e v a l o r e s p ad ro n iz a d o s

Os valores de resistncia disponveis so normalmente os daescala E12, conforme a figura que se mostra. Isto significa quese pode comprar uma resistncia de 22 Q ou de 27 Q porm node 25 Q. e c eA escala tem a ver com os primeiros dois valores, e no com onmero de zeros que se queiram acrescentar. Por exemplo, ovalor de base 33 significa que podem-se adquirir resistores de:

10 12 15 1822 27 33 3947 56 68 82

3,3 Q (escrito tambm 3R3)33 Q330 Q3.300 Q = 3,3 KQ (escrito tambm 3K3)33.000 Q = 33 KQ330.000 Q = 330 KQ3.300.000 Q = 3,3 MQ (escrito tambm 3M3)Escala E12 (doze valores),normalmente utilizada paraos valores dos resistorescom 5% de tolerncia.

RESISTNCIAS DE PRECISO7JfS ;:4 3 O 000 1%

As resistncias mais precisas, por exemplo com uma tolerncia de1% ou mesmo de 0,1 % (um por mil) oferecem-se normalmentecom uma maior seleo de valores.Existem escalas com 24 e tambm com 96 valores, que normal-mente so representados por trs valores em vez das duas indi-cadas na escala E12.

Resistores de preciso de cinco listas:neste caso o valor de 430 KQ.Desta forma, estes resistores de preciso (normalmente de estra-to metlico) tm frente do multiplicador um valor a mais: no totalcinco listas coloridas em vez de quatro.

RESISTNCIAS ESPECIAISExistem tambm resistncias de fraes de ohm., especialmente dotipo fio. Neste caso o valor escrito em nmeros com um R em vezdo ponto decimal: R05 significa 0,05W.Existem tambm resistncia denominadas "de zero ohms": que noso mais do que fragmentos do fio num corpo do resistor, utilizadosem vez dos fios por comodidade da montagem, especialmente commquinas automticas.Voltando s resistncias normais, existem tambm com vrios resis-tores numa mesma caixa, s vezes com o mesmo terminal comum.Estas "redes resistivas" permitem entre outras coisas, poupar es-pa,o.

As redes resistivas contm vriasresistncias num mesmoencapsulamento.

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COMPONENTES

L im i t f d a s r f s i s t i n c i a s(xis tem vrio s pe rmeneres em qu~ um pro j~ tis ta dn~ p res tar a t~n~o ,~ sp ~ cia lm ~ nt~ o s li gados t~mp~ratura

Alm da impreciso da tolerncia, o valor de umaresistncia depende da temperatura, ou seja, que temum coeficiente trmico.Normalmente, indica-se em partes por milho porgrau (ppm/C). Por exemplo, 300 ppm significa que,para uma variao de 50 graus, o valor ser alteradoem 300 x 50 = 15.000 ppm. 15.000 partes por milhoso 15 sobre mil, ou seja uma variao de 1,5% dovalor da resistncia.

Alm do mais, o mesmo coeficiente trmico quasenunca preciso. Nas resistncias baratas podevariar de um componente a outro como, por exemplo,entre -150 e -800 ppm/'C.

T EMPERATURA E D IS SIP AOA potncia de dissipao (por exemplo 1 W) no encarada de uma forma rgida. Se refere realmente a umaresistncia localizada ao ar livre temperatura indicada(por exemplo 70C).No caso de que se encontre num espao reduzido, ao ladode outros componentes que estejam quentes, neces-srio deixar uma margem de segurana.o problema realmente importante com as resistnciasde potncia elevada, que podem produzir um forte aque-cimento.Mostraremos em outra seo as tcnicas de ventilaonatural e obrigada e a dissipao atravs dos terminais domesmo componente.

Especif icaciones tcnicas: Dissipao nominal a 70 oC Tolerncia Coeficiente trmico Tenso de limitao Mxima tenso de sobrecarga Resistncia do isolamento Temperatura do funcionamento

lW5%300 ppmiC350 V600 V1.000 Mn-5 5C a +2 35 C

As resistnciasrealizadas especialmentecom um elevado coeficientetrmico (termistores)utilizam-se, por exemplo,nos termostatos eletrnicospara o aquecimentodomstico.

As especif icaes tcnicas de umaresistncia no esto limitadasapenas ao valor e a tolerncia.Existem tambm resistncias de valordependentes da luz ou dafotoresistncias.

O UTROS PROBLEMAS A SE LEV AR EM C ON TAPara dar sempre uma idia das dificuldades queum projetista deve enfrentar, estes so outrosfatores que deve ter em ateno.- A variao do valor no tempo.- A sensibilidade da tenso aplicada.- A tenso mxima aplicvel.- O isolamento do estrato protetor.Finalmente, as resistncias de fio tm uma carac-terstica que no desejada (indutncia) queimpede a sua utilizao em diferentes aplicaescomo os circuitos de radio.

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AP LICAES

( I e t r o d o m f s t i ( o s q u e a q u e c e mU m a r e s i s t ; n c i a q u e a t r a v e s s a d a p o r u m a c o r r e n te p r o d u z c a l o r .

l s t e f e f l m e n o u ti l i z a d o e m d iv e r s a s a p l i c a ~ e s d o m s t i c a sMuitos eletrodomsticos utilizam corrente paraproduzir corrente: Aquecedores, ferros de passarroupa, torradeiras, mquinas de lavar e mquinas delavar loua, secadores de cabelo, aquecedores el-tricos, vaporizadores, etc. Por exemplo, no fundo deuma mquina de lavar loua v-se a resistncia, ouseja, o resistor que aquece a gua na temperatura.desejada. 'E naturalmente, este est muito bem isolado paraque a corrente no possa chegar gua e depois carcassa metlica do eletrodomstico.

o T ERMOS TA TO ACENDE-S E E APAGA-S EPor costume coloca-se um termostato para controlaro aquecimento: este est composto por um interruptorsensvel a temperatura: Num aqucimento eltrico, porexemplo, quando este chega temperatura desejada,o termostato abre o circuito, interrompendo a corrente.

TermostatoO~------~-----~

220 - O ResistnciaO~--------------~-

Emum aquecedor eltricoa resistncia um fiode um material especialdobrado ou enrolado(e, que por vezesno est isolado), deforma a que aqueadequadamente o ar.

Quando a gua es-quenta, o termostato fe-cha o circuito. Obtm-se assim uma regulagem da temperatura, alm deevitar o risco de ebulio da gua.

Resistnciao termostato temcomo funo a de abriro circuito quandoa temperatura alcanao valor desejado.

CALOR E SEGURANAA elevada temperatura alcanada pelas resistncias do aquecimentoimplicam riscos que so necessrios prevenir.Por exemplo, o cabo de alimentao do ferro de passar roupa termo-resistente. No se deve derreter no caso de que se toque nomesmo com o ferro de passar roupa. Para evitar os riscos deexploso no caso de avaria do termostato, todos os aquecedorestm uma vlvula de segurana.

o forno do microondas no tem resistncias para a produo de calor, porm ondas derdio de alta freqncia.Os secadores de cabelo tm um termostato para o caso de que, seo motor parar, a resistncia no queime e no produza danos aosusurios.

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APLICAESr--~_IL- ..- ..- .. --.- - - -.-.- - --- - -- ..-----.-._. .._ _ ._ ._ .._ . _ _ ._._ _ ._.._-' n f r C J ia f c o n s u m o

o m f d id o r r f g i s t a a f n f r g i a f l i t r i c a u ti l i z a d a , q U f i m f d id a e m k il o w a t t s p o r h o r aTodo os aparelhos eltricos tm uma placa que indica, alm de outrosfatores, a potncia mxima empregue em watts (W). a energia el-trica que consumida em cada segundo.A potncia pode ser indicada tambm em voltamperes (VA) em vez dewatts: no caso das resistncias que aquecem, as duas medidas coin-cidem.Este abre- latas eltrico consome apenas 30 W.

ENERG IA : KW h

Por exemplo, um aquecedor de 2000 W acesodurante uma hora consome 2000 W/h, ouseja 2 KW/h.

Realmente, o que se paga no a potncia, mas sim a energia eltricaconsumida, que depende do tempo que o aparelho permanece aceso.Um dispositivo de 1 W que se mantm aceso durante 1 segundo conso-me em Jaules (J) de energia. Numa hora consome 3600 (tantos comosegundos formam a hora).De uma forma prtica, no se utiliza o jaule mas sim o watt-hora (W/h) ,que corresponde a 3600 jaules: Um dispositivo de 1 W aceso duranteuma hora consome 1 W hora de energia.Mil watt-hora formam um kilowatt-hora (KWh) que a unidade de ener-gia medida pelo contador e indicada nas faturas da companhia eltrica.

o medidor mede os kilowatts-hora(KWjh) totais consumidos.

~Para evitar aquecimentos ou incndios, o interruptor geral tem uma pro-teo trmica, que abre o circuito se a corrente ultrapassar um deter-minado valor.Para uma instalao normal de 3 Kilowatts, esta proteo entra emao alguns segundos depois de alcanar os 3,3 KW.Segundo a lei de Joule (ver lio de Analgica) 3,3, KW / 220 V do15 A: a corrente mxima para a qual est projetada a instalao.Para corrente superiores, um interruptor magntico atua de uma for-ma imediata.

Acendendo ao mesmo tempo dois dispositivos de 2KW (por exemplo um aquecedor e umamquina de lavar) tm muitas probabilidades de que salte o interruptor trmico de proteo.

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o m u l t i t f s t fFERRAMENTAS

S i m p l e s r v e r s t i l e e ( o n m i( o r o m u l t i t e s t e ( o u m u l t m e tr o ) d ig i t a l u m a d a s p r i n d p a i s11 f e r r a m e n t a s ' d e t r a b a l h e " e m e l e t r n i c a , t a n t o p a r a o s p r o f i s s i o n a i s ( o m o p a r a o s a m a d o r e so multiteste ou "multmetro" uma ferramenta que servepara medir a tenso, a corrente e a resistncia, alm deoutras possveis funes que podem ser teis.

Vamos dedicar algumas lies para ensinar como deve-mos utiliz-Io corretamente, aproveitar as suas vantagense conhecer os seus limites.Existem dois tipos de multitestes: digital (de nmeros) eanalgico (de agulha). Por enquanto vamos ocupar-nosdo primeiro.

~Se o nmero do display apresenta o sinal "-" (negativo),as ponteiras esto invertidas: a vermelha toca no polonegativo da pilha em vez de no positivo. O multitestemede uma diferena de potencial, ou seja, a tensoentre os dois pontos. A ponteira preta considerada o"ponto zero" (ou referncia) em relao ao que se mede.

A tenso efetiva de uma pilha depende de vriosfatores, entre eles o estado da carga.

Um multitesteanalgico tem um.extenso quadrantecom distintasescalas graduadas.

Um multiteste digital mostra os valoresmedidos sobre um visar ou "display".

MED IR UMA T ENSO CONTN UAQual a tenso existente nos extremos de uma pilha?Para determinar, pe-se o multiteste no modo "voltmetroem corrente contnua". Esta posio consegue-se girandoum seletor para a posio "De V" (volts de corrente cont-nua) ou similar. . necessrio escolher o alcance, ou "fundo da escala" (valormximo que se pode medir). Para uma pilha pode-se confi-gurar a escala de 20 V: no sero superados estes valores.Finalmente, controla-se a ponteira preta para que seja inse-rida na tomada marcada como"comum", "negativa" ou "terra" ea vermelha na tomada marcadacom um "V" tocando nos termi-nais da pilha com os bornes,(no se corre nenhum perigo dechoque), o multiteste indicar atenso com grande preciso.

Medidade tenso.

o _

Zero dereferncia.'

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FERRAMENTAS...----'--------_._._._._----_.O s l im i t e s d o m u l t i t e s t e

A f f r r a m f n ta p fr f f i t a n o f X i s t f . ( o n h f ( f r b fm o m u lt i t f s t f p fr m i t f a p r o V f i t - l o d a m e l h e r f o r m aSe a tenso medida ultrapassa o fundo da escala, o multitesteindica overload (sobrecarga). Ser ento necessrio escolherum limite superior. Por norma no se produzem danos.No entanto, quando a escala escolhida for muito maior que agrandeza que se deseja medir (por exemplo, 200 V para mediruma pilha), a leitura no ser precisa pois haver pouco deslo-camento do valor.Para uma mxima resoluo (nmero de valores teis)convm ir girando o seletor at utilizar os vrios valores poss-veis. Alguns multitestes tm um alcance automtico, ouseja, escolhem automaticamente o melhor alcance; emborapossam vir a ter problemas com tenses que podem seralteradas com o tempo.

A preciso no depende do nmero de valores, mas sim da refernciainternaque utiliza o multiteste. Poderiam ser cinco valores ... todoserrados (por exemplo, se a pilha est quase descarregada).Na prtica, os modelos com vrios valores so mais precisos e caros.Normalmente podemos acreditar no valor indicado, exceto o do ltimonmero. Em um bom multiteste, a estabilidade garante que as medi-das repetidas sejam exatas. Tambm, neste caso, a qualidade do multi-teste importante.

o multiteste causa interferncias no circuito quemede, ainda que, quase sempre sem importncia.Os circuito de rdio, ou de correntes muito baixas,podem modificar o seu funcionamento quando asponteiras do mult iteste se tocam.Mais grave um curto-circuito (contato entre doispontos) causado pelas ponteiras: necessrio ma-nobrar sempre com calma e muita ateno.Para medir situaes especiais como, por exemplo, tensesmuito elevadas, existem acessrios especficos que sepodem aplicar s ponteiras.

n II '' . ' - ' .Se a tenso nas ponteiras supera o fundo da escala, omultiteste indica que a medida no vlida (OVL aabreviatura de overload).

. - .. ._

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PROJETOS

Intfrruptor t c t l lV a m o s r ea li z ar u m i nt ~r ru p to r q u~ic i o n a d o im~dia tam~nt~ q u a n d o t o c a m o s c o m o s d~dos n um a p la ca m~tl icaOs interruptores comuns, como oque existe para a luz, atuam ligan-do mecanicamente os dois plosatravs de um contato mecnicomvel.

---_._.__._-- -------Ri

Di

No entanto, o nosso dispositivo norequer nenhum esforo mecnico:basta tocar levemente numa pe-quena placa metlica que estligada entrada do crcuito.

Sensor RLr - .Sada

O mecanismo (interruptor tctil) 'igual ao utilizado por alguns des- Ipertadores, que se podem desligartocando-os apenas com a mo.R7 R8

Esquema de interruptor tctif: falaremos dos distintos componentes ecircuitos na lio de Analgica.

~Para poder acender ou apagar com a mesma placa metlica,esta alterna as duas funes: tocando-a uma vez fecha-se ocircuito; tocando-a uma segunda vez volta-se a abrir.Como o interruptor permanece inaltervel, embora mantenhaos dois estados possveis, o circuito deve dispor de memriapara recordar em qual dos estados se encontra.O seu funcionamento tem um carter digital: em todo o mo-mento o circuito encontra-se num dos dois estados possveis enunca poder estar numa situao intermdia. o equivalente mecnico do nosso circuito um interruptor que muda de estado comcada pulsao.

S AD A IS OL AD A E P REC A U E SO circuito, de certo modo, controla um rel, ou seja, um interruptor eletro-mecnico: este funciona como um comutador, fechando um contato eabrindo outro. Por serem controlados por Um im, os contatos do relesto isolados do resto do circuito, e isto quer dizer que no tmnenhuma ligao eltrica com O mesmo.

Um rel um interruptorcontrolado magneticamentepela corrente que passa poruma bobina, ou seja, umeletro-im.

No entanto, e por prudncia, ser melhor empregar o circuito apenas emaplicaes de baixa tenso, ou seja, evitando a ligao ao rel de apa-relhos que funcionem a 127 V ou 220 V.

+12 V.1

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PRO JETOS

~ a b r i c a ~ o d o c i r c u i t oO s cempenen te s f l f t r n i c o s d fV f m S fm p r f s er man us ea de s f s o l d a d o s c o m a s d n i d a s prf(aU~fSComo sempre sucede, o circuito est marcado numabase retangular de fibra com trilhas de cobre. Deno-minamos a esta base o nome de circuito impresso.Os circuitos impressos so o suporte ideal para afabricao de circuitos eletrnicos, j que propor-cionam uma sujeio mecnica forte e uma ligaoeltrica fivel.Vamos ver, no curso Ferramentas, como os deve-mos projetar e construir, tanto a nvel de aficionadocomo a nvel profissional.

Circuito impresso: a fibra de vidro proporciona ,uma base isolante e as tri lhas de cobre .- - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - ~ ~ - - - -portam os filamentos de ligao.

D IS POSiO DOS COMPONENTES-12 V + Sada o

o

E LE TROS TTIC A E PRECAUESDeve-se ter cuidado especialmente no inverno, j que bastante fcil que o nosso corpo acumule umacarga eletrosttica: suficiente para ficarmos eletri-zados andar sobre um tapete ou mover-se numa ca-deira de rodas. Quando se encosta em um circuito ounum componente delicado (por exemplo um transistor)a eletricidade esttica descarrega-se sobre o prpriocomponente, com bastantes possibilidades de provo- car-lhe algum dano.

necessrio prestar ateno quando se insere ca-da componente, pois estes devem estar na posi-o correta e com a polaridade adequada (ou aorientao, no caso dos transistores e diodos).O rel convm ser montado no final, pois podeapresentar algum problema de solda, j que difcil mant-Io imvel quando se dobram os seusterminais, que so normalmente rgidos.Pode-se evitar este inconveniente fixando-otemporariamente ao lado dos componentes docircuito impresso com fita cola. Esta retiradaquando se termina a solda.Localizao dos componentes sobre a base do circuitoimpresso: ateno a polaridade e as orientaes.

Para o evitar, convm descarregar-nos de vez emquando, simplesmente encostando a mo em um pon-to de terra, por exemplo, encostar em um dissipador epegar sempre os circuitos com a mo to-cando primeiramente na trilha de terrados prprios circuitos.

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NO SIM

Circuitoimpresso

o circuito necessita uma tenso contnua de 12 V,que pode ser obtida com uma fonte de alimentaoj criada ou ligando-se em srie (uma atrs daoutra) um determinado nmero de pilhas.Pode-se adquirir nas lojas, porta-pilhas j pr-fabricados. Para 12 V pode-se utilizar um porta-pilhas que tenha capacidade para 8 pilhas do tipoAA.Como sempre, necessrio prestar a maximaateno para que no se inverta a polaridade daalimentao (positivo e negativo), de forma que nose estrague todo o nosso trabalho

Aps o trmino da montagem deve-se testar o corre-to funcionamento do sistema. Encostando-se com amo na placa conectada entrada do circuito, o reldever comutar.A placa metlica deve ser ligada ao circuito com umfio o mais curto possvel, para evitar comutaesacidentais devido a interferncias externas.Caso o circuito tenha manifestado um sensibilidadereduzida ao tato, possvel regul-Io diminuindo ovalor do resistor R4 at ao valor de 1,5 ou 2,2 Q.

SOL DA E AQUEC IM EN TOComo vimos na seo de introduo s monta-gens, o calor do soldador suficiente para deixardefinitivamente inutilizados muitos componentes.Todavia, um tempo de solda muito rpido, podeproduzir uma solda fria, originado um contatopouco vivel podendo causar problemas no futuro.Com os transistores, especialmente, convmdeixar os terminais um pouco compridos, deforma que o corpo do componente esteja bastantelonge do ponto da solda.

Os terminais compridos transportam menos calor desde oponto da solda delicada junta interna do transistor.

Porta-pilhas com capacidade para 4pilhas de 1,5 V: com dois destessuportes em srie obtm-se 8 x 1,5 = 12 V,a tenso necessria.

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PRO JETOS

AMPL IF ICADOR

I u n c i e n a m e n t e d o ( o m u ta d o rO s p r in c p io s b s i c o s s o s im p l f s : a p r i m e i r a f a S f a a n a l g i c a f n q u a n t o q U f a s f g u n d a d i g i t a l

FllpFlOP

PLACA

o corpo humano tem sempre uma certa carga eltri-ca em relao ao terra: uma parte eletricidadeesttica, originada (por um acoplamento capacitivo) Lda instalao eltrica da casa. _t::::===Quando a placa tocada, esta carga aplicada aocircuito causando um impulso breve, amplificadopelo transistor ( efeito do campo JFET) TF1.o impulso origina uma mudana de estado numcircuito bi-estvel (flip-flop), capaz de estar em duasposies estveis, formado por TR1 e TR2 na suaconfigurao cruzada mais caracterstica.

REL E CA RG AApenas num dos dois estados do Flip-flop, o tran-sistor TR2 conduz a corrente (no outro estado noa conduz); esta corrente atravessa a bobina do relRL, produzindo um campo magntico.

1~. CComum (normalmente aberto) N..~ \'''. (normalmente fechado)~I.(S) ~ (S).II~

Esquema dos blocos do circuito: estes esto formados poruma parte analgica (amplificador) e uma digital (flip-flop).

No rel, O campo magntico atrai uma pequenaalavanca de ferro que fecha os contatos, empurrandoos mesmos como se fosse a mo de um operador.Quando o TR2 j no conduz e o rel o solta, a ener-gia magntica transformada outra vez em energiaeltrica: o diodo 01 serve para evitar que esta trans-formao ocasione um excesso de tenso que nocivo para o transistor. Os contatos do rel devemsuportar a tenso e a corrente de carga que lhe estligada; aconselhvel evitar as altas tenses (porexemplo os 127/220 V da rede) e as altas correntes(por exemplo 5 A).Para utilizar o rel como interruptor, deve-seligar um dos fiosao comum e o outro ao terminal que est normalmente aberto.

Diodos01 = 1 N400t02, 03 = 1 N4148

LISTA DE COMPONENTES

TransistoresTRl, TR2 = 2N1711TF1 = 2N3819 ( um JFET)VriosRL= rel miniaturacom bobina de 12 Vcc1placa metlica1ircuito impresso

ResistoresRl = 10 KO (marrom, preto, laranja, dourado)R2 = 560 a (verde, azul, marrom, dourado)R3, R9 = 5,6 KO (verde, azul, vermelho, dourado)R4 = 5,6 Ma (verde, azul, verde, dourado)R5 = 220 a (vermelho, vermelho, marrom, dourado)R6, R8 = 4,7 KO (amarelo, violeta, vermelho, dourado)R7 = 47 a (amarelo, violeta, preto, dourado)RlO = 1 Ma (marrom, preto, verde, dourado)CapacitaresCi, C2 = 100 pF (picofarads) cermicasC3 = 10 mF (microfarads), 16 V