Resistor

Um resistor é um dispositivo elétrico muito utilizado em eletrônica, com a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica (efeito joule), a partir do material empregado, que pode ser, por exemplo, carbono ou silício. Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à passagem de corrente elétrica no circuito, através de seu material. A essa oposição damos o nome de resistência elétrica, que possui como unidade ohm.

O valor da resistência não é o único fator que preciso considerar ao escolher um resistor para um circuito precisamos levar em consideração a tolerância e a potência ao qual o resistor se submeterá.

A máxima potência de um resistor é especificada em Watts. A potência de um resistor é calculada da seguinte forma: Pot = (I²)*R

A potência dissipada nos resistores é a capacidade de liberação de calor está associada às dimensões físicas são fabricados em tamanhos padrões e o seu valor é fornecido pelo fabricante : impresso no corpo dos resistores de fio e em função do padrão de tamanhos nos resistores de filme.

A tolerância de um resistor denota a porcentagem na qual o valor da resistência irá variar no circuito para mais ou para menos, por exemplo, um resistor de 100 Ohms com tolerância 5% seu valor real pode está entre 95 Ohms e 105 Ohms.

A tensão nominal de um resistor é a tensão na qual o resistor dissipa sua potência nominal é a máxima tensão admissível pelo resistor, caso contrario pode danificar por sobreaquecimento é determinada através do calculo :

P = V^2/R => V = (P*R)^1/2

Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que permanece constante independentemente da tensão ou corrente elétrica que circular pelo circuito.

Os resistores podem ser classificados de três formas quanto à resistência: Fixos, Variáveis e Ajustáveis.

Fixos: O valor da resistência elétrica é pré-estabelecido.

Ajustáveis: o valor da resistência elétrica pode ser escolhido e ajustado dentro de uma faixa de valores. Geralmente são usados para calibração de circuitos elétricos e eletrônicos.

Variáveis: o valor da resistência elétrica pode ser variado dentro de uma faixa de valores. São usados para controle de parâmetros em circuitos elétricos e eletrônicos.

E quanto à construção podem ser classificados como: Resistor de Fio, Resistor de Filme de Carbono (de grafite), Resistor de Filme Metálico, Potenciômetro, Trimpot , Reostatos, Termistor , Resistor de luz dependente, Resistor de Pressão dependente .

Resistor de Fio:

Consiste basicamente de um tubo cerâmico (ou vidro) que serve de suporte a um fio condutor de alta resistividade enrolado (níquel-cromo) sobre este tubo. O comprimento e o diâmetro do fio determinam sua resistência elétrica. São resistores robustos suportam altas temperaturas geralmente na cor verde, possui suas especificações impressas no seu corpo (resistência, tolerância e potência nominal), possuem baixas resistências , alta potência, alta tolerância.

Resistor de Filme de Carbono (De Grafite)

Consiste basicamente de um tubo cerâmico (ou de vidro) coberto por um filme (película ) de carbono o valor da resistência elétrica é obtido mediante a formação de um sulco no filme, produzindo uma fita espiralada cuja largura e espessura define o valor da sua resistência. A potência nominal está associada ao tamanho geralmente na cor bege e tem especificações impressas através do código de cores. Atinge uma grande faixa de valores de resistência, com

mesmo tamanho, possui baixa potência e média tolerância.

Resistor de Filme Metálico

Semelhante ao de Carbono, porém com tubo cerâmico coberto por um filme de uma liga metálica (níquel-cromo) geralmente na cor azul, mas podem aparecer outras cores como marrom que indica que o resistor tem maior potência e verde escuro que indica que é um resistor de precisão, sua potência é associada ao seu tamanho e tem especificações impressas através do código de cores. Atinge uma grande faixa de valores de resistência, possui baixa potência, tem baixa tolerância, isto é, são mais precisos.

Potenciômetro

É um resistor variável de três terminais, sendo dois ligado às extremidades da resistência e um ligado a um cursos móvel entre os extremos temos uma resistência fixa já entre os extremos e o cursor temos uma resistência variável. Uma Haste é acoplada ao cursor para permitir variação da resistência. Usada em circuitos para variar grandezas controladas por corrente ou tensão elétrica. Atingem uma grande faixa de valores de resistência.

Trimpot

É um resistor ajustável cujo cursor é acoplado a uma base plana giratória vertical ou horizontal, dificultando o acesso manual. Usado em circuitos em que não se deseja mudança frequente de resistência.

Reostatos

São resistores de fios variáveis ou ajustáveis cuja resistência varia em função do comprimento do fio utilizado entre os contatos móvel e fixo.

Temistor

O valor da resistência é alterado de acordo com a temperatura geralmente é usado como um sensor de temperatura. Existem três tipos principais de termistor: Termistor de Coeficiente de temperatura negativo (NTC), Termistor de Coeficiente de temperatura positivo (PTC), Termistor resistor de temperatura crítica (CTR).

O NTC o valor da resistência diminui continuamente com as elevações de temperatura é usado para o controle de temperatura.

O PTC aumenta o valor da resistência de repente quando a temperatura aumentar ao atingir um valor específico.

O CTR diminui o valor da resistência de repente quando a temperatura aumentar ao atingir um valor específico.

Resistor de Luz Dependente

Mudam o valor da resistência através da mudança na quantidade de luz que incide sobre o mesmo.

Resistor de Pressão Dependente

Este tipo de resistor é algumas vezes chamado de uma estirpe de calibre e é concebido para alterar o seu valor, dependendo da pressão ou tensão aplicada ao mesmo. Estes dispositivos são utilizados para medir a pressão.

Resistor de Tensão Dependente

Este tipo de resistor é projetado para mudar o seu valor como a tensão muda. Eles são normalmente disponíveis como um bastão ou tipos de disco e são geralmente encapsulado e equipado com derivações. Este tipo de resistor é usado para a supressão de picos de tensão e para recorte tensão de pico. Eles são por vezes utilizados como estabilizadores de tensão

Código de Cores

Embora seja teoricamente possível fabricar resistores com qualquer valor nominal de resistência, eles são normalmente produzidos com "Standard" valores. Estes valores são normalmente no E12, também conhecida como a série de 10% (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 e 82) ou o E24, também conhecido como o 5% série (10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91) série. Outras séries são o E3 (50% série deixou de ser utilizado), o E6 (série 20% agora raramente utilizado), o E48 (2% série), o E96 (1% série) e o E192 (0,5%, 0,25% e 0,1% em série).

Para lermos um resistor de quatro faixas é necessário prestar atenção, primeiramente, a cor que está mais próxima do extremo.

A primeira cor deste extremo representa o primeiro dígito do valor. A segunda cor representa o segundo dígito. A terceira cor representa o fator multiplicativo. A quarta cor representa a tolerância do meu resistor.

Caso o resistor seja de cinco faixas teremos mais uma faixa para representar o dígito, isto é , o numero será da ordem 0 a 999 .

Caso o resistor seja de seis faixas teremos uma ultima faixa representando o coeficiente de temperatura, ou seja, como a resistência varia de acordo com a temperatura ambiente. Este último valor é dado em PPM (partes por milhão).

Capacitor

Capacitores são componentes que armazenam energia em um campo elétrico, acumulando desequilíbrio interno de carga elétrica. Eles são constituídos de duas placas condutoras separadas por um material dielétrico. A carga é armazenada nas placas condutoras. Porém, como cada placa armazena cargas iguais, a carga total do dispositivo é sempre nula.

A capacitância propriedade de armazenar energia elétrica sob a forma de campo elétrico é denominada capacitância, e é medida em Farads(F). A capacitância pode ser calculada dividindo-se a quantidade de carga armazenada pela diferença de potencial entre as placas, como na fórmula abaixo:

Energia:

A energia elétrica armazenada por um capacitor é igual ao trabalho realizado para carregá-lo. E pode ser calculada pela fórmula:

Onde:

q= Carga em uma das placas condutoras

C= Capacitância

dq= Um pequeno elemento de carga que se move de uma placa para a outra

Q= Carga final nas placas

V= Diferença de potencial entre as placas

Os capacitores podem ser classificados como:

Capacitores Fixos (Não Eletrolíticos)

Estes tipos são classificados de acordo com o dielétrico utilizado e mais destes podem ser subdividido em muitos tipos diferentes.

Dielétrico de Vácuo

São basicamente versões não ajustáveis da variável de vácuo. As versões estão disponíveis com capacidades de até 1000 picofarad e trabalhar tensões de até 50 kV. Eles são capazes de transportar as correntes de RF em excesso de 30 A, porém, será dizer que estes capacitores são extremamente caros.

Dielétrico de Ar

São raros e normalmente estão limitados para aplicações de transmissores de alta potência. Eles consistem geralmente em placas metálicas planas separadas por vidro ou isoladores de cerâmica. Tensões de trabalho até centenas de kV pode ser obtido, com valores de capacidade de até várias centenas de picofarad. A resistência em série é extremamente baixa e da resistência de fuga é extremamente elevado. Por conseguinte, a carga é também muito

elevado. Este tipo de capacitor seria considerado um elemento construído propositadamente para uma aplicação específica.

Dielétrico de Papel

São capacitores que se utiliza como matérial dielétrico uma folha de papel seca ou impregnada com um óleo que possui características dielétrica importantes. Tem capacitância entre 250 picofarads e 20 microfarads e tensão nominal entre 400 V e 600 V, chegando a tensão máxima 5 KV. Possui constante dielétrica se for de Papel entre 4-6 F/m e se for Papel Parafinado tem constante dielétrica 2,5 F/m. É utilizado em aplicações gerais eram muito utilizados em aparelhos valvulados antigos são apropriados apenas para aplicações em circuitos de baixas frequências. Já não são utilizados nas aplicações mais modernas.

Dielétrico de filme plástico

Os capacitores de filme plástico se caracterizam por apresentarem como dielétrico uma lamina de material plástico (poliéster, polipropileno, poliestireno, policarbonato) . Sua capacitância é da ordem de nanofarads.

As suas principais características são suas Baixíssimas perdas no dielétrico, alta resistência de isolação, estabilidade da capacitância, baixa porosidade e consequente resistência a umidade.

Podem ser dos tipos Poliéster (MKT), Prolipropileno (MKP), Poliestireno (MKS) e Policarbonato (MKC ou MAC)

Tipo não Metalizado:

Possuem dielétrico de filme plástico e armaduras de folhas de alumínio. O conjunto armaduras mais o dielétrico podem ser bobinados ou então sanfonado. Tem como característica não é auto-regenerativo, mas apresenta melhores características de corrente máxima admitida.

Tipo Metalizado:

Têm como característica marcante a propriedade de auto-regeneração. O dielétrico desses capacitores consiste de filmes de plástico em cuja superfície é depositada, por processo de vaporização, uma fina camada de alumínio, deixando-o metalizado.

Na fabricação do capacitor pode-se bobinar ou dispor o conjunto armaduras mais dielétrico em camadas (em sanfona). Através do contato das superfícies laterais dos capacitores com metal vaporizado, obtém-se bom contato entre as armaduras e os terminais, assegurando baixa indutância e baixas perdas.

A auto-regeneração consiste no caso de aplicarmos uma sobretensão que perfure o dielétrico a camada de alumínio existente ao redor do furo é submetida à elevada temperatura, transformando-se em oxido de alumínio desfazendo-se então o curto-circuito.

Capacitores de Disco Cerâmico

São capacitores cujo dielétrico é feito de material cerâmico. A fabricação desses capacitores começa com o pó da cerâmica que é colocado numa prensa e comprimido em forma de pastilhas. Após, as pastilhas são introduzidas num forno para tratamento térmico. Depois da fabricação da pastilha, coloca-se prata vaporizada nas duas faces da mesma, que formarão as placas do capacitor. A soldagem dos terminais, realizada sobre a camada de prata, vem após os discos sofrerem um banho desengordurante para limpeza. A próxima etapa é a impregnação com resina para proteção e isolamento logo após é realizado um processo em uma estufa um processo de endurecimento da resina impregnada.

As principais características dos capacitores cerâmicos têm capacitância média ou baixa, na ordem de Picofarads, são usados geralmente em circuitos de alta frequência, onde o baixo fator de perdas e alta estabilidade do valor da capacitância são importantes.

Existem diversos tipos de capacitores cerâmicos em aplicações onde se tolera certa variação da capacitância em função da temperatura, utiliza-se capacitores cerâmicos de uso geral (GP), porém quando o valor exato da capacitância não é importante e admite-se grande variação da temperatura, desde que o valor da capacitância não decaia abaixo de um mínimo necessário, utilizam-se um capacitor cerâmico do tipo GMV (Mínimo valor garantido). Os capacitores cerâmicos do tipo TC (temperatura compensada) são identificados pelas siglas NPO, CGO ou pela letra N seguida de um número. As siglas NPO e CGO indicam que o capacitor apresenta coeficiente de temperatura nulo, ou seja, sua capacitância é estável e não se altera dentro de uma grande faixa de variação de temperatura. Já se a sigla N seguida de um número indica que o capacitor tem um coeficiente de temperatura negativo, ou seja, a capacitância diminui com o aumento da temperatura.

Nos capacitores cerâmicos tipo GP e GMV possuem uma tabela de símbolos e letra que indicam a gama de temperatura e variação máxima da capacitância, respectivamente.

A tensão nominal nos capacitores cerâmicos geralmente pode ser impressa diretamente no corpo do capacitor , em V ou kV ou não ser impressa , geralmente 500V para os maiores e 100V para os mini discos ou ser identificada através de um código.

Exemplo de identificação de capacitores cerâmicos:

Capacitores Cerâmicos Plate:

São capacitores cujas principais vantagens e características possuem um tamanho ultra reduzido, grande estabilidade no valor da capacitância, baixo custo e uma estreita faixa de tolerância. A principal diferença entre os capacitores de disco cerâmico e os capacitores plate é que estes possuem placas rentagulares de cobre em vez de placas circulares de prata.

Capacitores Cerâmicos Multicamadas:

São construídos a partir da superposição de finas camadas de material dielétrico cerâmico com metal depositado sobre suas superfícies. As camadas metálicas individuais são conectadas umas as outras através de uma terminação metálica onde são soldados os terminais do capacitor. Apresentam baixas perdas, capacitância estável, alta resistência de isolação e alta capacitância em pequenas dimensões.

Capacitores Eletrolíticos de Alumínio

A principal diferença entre estes e os demais tipos de capacitores reside no fato de que um dos eletrodos, o cátodo, é constituído de um fluído condutor, o eletrólito, e não somente de uma armadura metálica. O outro eletrodo, o ânodo, é constituído de uma folha de alumínio em cuja superfície é formada, por processo eletroquímico, uma camada de óxido de alumínio servindo como dielétrico.

O método de bobinagem é o mais utilizado na fabricação de capacitores eletrolíticos de alumínio. A bobina contém, além da folha de ânodo, uma segunda folha de alumínio, conhecida por folha cátodo, que não é oxidada e tem a função de servir como eletrodo à substância líquida condutora. Estas são separadas por algumas camadas de papel poroso que tem por função armazenar o eletrólito.

Os capacitores eletrolíticos são bastante utilizados, pois conseguimos grandes valores de capacitância em volume relativamente reduzido apresentando capacitâncias na ordem de microfarads.

Capacitores Eletrolíticos Polarizados e Não polarizados (bipolares)

O Capacitor eletrolítico construído anteriormente, Polarizados, só funciona de acordo com o esperado se ligarmos o polo positivo ao ânodo e o polo negativo ao cátodo acarretará num processo eletrolítico que depositará uma camada de óxido sobre a folha do cátodo ocorrendo a geração interna de calor e um gás que pode levar a destruição ou até mesmo a explosão do capacitor.

Capacitores eletrolíticos não polarizados ou bipolares usam em vez de usar a folha de cátodo utiliza-se uma segunda folha de ânodo permitindo usar qualquer polaridade e usarmos corrente continua, porém este necessita de até o dobro do volume de um polarizado de mesma tensão e capacitância.

Os capacitores eletrolíticos possuem variações no que se refere às disposições dos terminais podendo ser axiais ou radiais. Os axiais possuem terminais instalados nas duas extremidades já os radiais possuem colocados numa das extremidades do capacitor.

Capacitores Eletrolíticos de Tântalo

Utilizam Óxido de Tântalo como isolante e também são polarizados devido à existência do eletrólito. São designados especificamente para aplicações em circuito impresso e que requeiram baixa corrente de fuga e baixo fator de perdas tem como vantagens também a longa vida operacional, alta capacitância em volume reduzido e elevada estabilidade dos parâmetros elétricos.

Capacitores Variáveis

São aqueles que permitem o seu valor de capacitância seja variado dentro de uma faixa de valores. Geralmente são construídos de dielétrico de ar ou de filme plástico e sua capacitância é variada por meio de um eixo ou um parafuso no qual estão montadas as placas ou grupo de placas móveis e outro grupo é fixo e montado sobre um material isolante estes capacitores são usados geralmente em circuitos de sintonia. Tem capacitância máxima de 500 picofarads, 410 picofarads, 350 picofarads, 250 picofarads ou 150 picofarads sendo sua capacitância mínima igual a 10% da capacitância máxima.

Trimmers

São constituídos geralmente por 2 placas metálicas, separadas por uma lamina de mica, dispostos de tal forma que é possível variar –se a separação entre ambas mediante a pressão exercida entre elas por um parafuso variando assim a capacitância.

Schiko

Construído com dielétrico de poliéster metalizado.

Nugget

Construído com dielétrico de tereftalato de polietileno metalizado ou de poliéster metalizado e capsula em resina epoxy.

Código de cores Capacitor

Embora seja teoricamente possível a fabricação de capacitores com qualquer valor nominal da capacidade, os tipos de menor valor são normalmente produzidos com “Standard” valores

picafarad. Estes valores são normalmente no E12, também conhecida como a série de 10% (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 e 82) ou o E24, também conhecido como o 5% série (10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91) série. Tipos maiores valores são normalmente fabricados com "década" valores microfarad, por exemplo, 1,0, 10, 100, 1000. Eletrolíticos são frequentemente fabricados com os valores intermédios microfarad, tais como 2, 8, 16, 32, 50, 64, 100, 150, 200 e 500.

Utilizam-se duas formas para ler-se o valor de um capacitor:

Representação através de um número:

Os dois primeiros representam o primeiro e o segundo algarismos significativos, o terceiro um código para o multiplicador e a letra representa a tolerância do capacitor dado. O valor obtido é em picofarads.

Representação em faixas:

O valor é dado em picofarads lê-se de cima para baixo onde a primeira e a segunda faixa representam o primeiro e o segundo algarismo respectivamente, a terceira faixa representa o algarismo multiplicador, a quarta a tolerância e a quinta a tensão.

Indutor

É um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético, normalmente combinado com o efeito de vários loops de corrente elétrica podendo ser utilizado em circuitos como um filtro passa-baixa, rejeitando as altas frequências.

Geralmente construído como uma bobina de material condutor e um núcleo ferromagnético que aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras. Podem também serem construídos na forma de circuitos integrados, utilizando alumínio como material condutor, apesar de ser raro, pois estes são volumosos em pequena escala e muito restritos sendo mais comum usar um circuito chamado “gyrator”, que utiliza um capacitor como se fosse um indutor. Pequenos indutores usados para frequências muito altas são algumas vezes feitos com um fio passando através de um cilindro de ferrite.

Os indutores ou bobinas apresentam núcleos que podem ser: ferrite, ar, ferro laminado. O indutor tem como objetivo principal armazenar corrente podendo também ser utilizado para filtrar determinadas frequências de um sinal qualquer.

As bobinas geralmente trabalham com dois terminais podendo exceder esse valor. A espira de um fio corresponde a uma volta deste. A unidade utilizada para os indutores é o Henry (H).

São usados em circuitos de radiofrequência (RF) na sua forma mais simples, conhecida como bobina, consiste de um fio enrolado em um tubo de material isolante como plástico, cerâmica, ferrite ou ar. Pode ser utilizado no circuito para gerar sinais de corrente alternada ou bloquear uma frequência alta e deixar uma frequência baixa.

O tamanho dos indutores é proporcional a sua indutância e quanto o maior numero de espiras de um indutor, maior é a sua indutância em Henrys. Assim como o resistor e o capacitor podem ser encontrados em três tipos básicos: fixos, ajustáveis e variáveis.

Existem muitos tipos de indutores tais como axiais, radiais, toroidais, encapsulados e blindados. Geralmente os núcleos são de ferrite e em alguns casos de ferro. Os indutores variáveis são, geralmente, constituídos por um núcleo móvel, cuja posição pode ser alterada externamente quando mais o núcleo penetra o indutor maior sua indutância.

Indutores Toroidais

São usados em circuitos de filtro e possuem indutância entre 40 miliHenry a 5 Henry.

Indutores Axiais

Encontrados na faixa de 0,1 uH a 10 uH

Indutores com Núcleo de Ferrite

São componentes adequados quando precisamos de indutância elevada, em frequências não muito altas. Para frequências de áudio ou menores usam-se normalmente núcleos laminados de ferro-silicio ou análogos para frequências acima dessa faixa recorre-se a núcleos sinterizados de ferrite.

Indutores com Núcleo de Ar

São componentes usados em frequências altas ou em equipamentos especiais, em que se deseja evitar não linearidades ou efeitos de temperatura associados com os núcleos magnéticos. Utilizados em filtros passa-baixas de acionamentos de alto-falantes de graves (woofers e sub-woofers).

Indutores com Núcleos Magnéticos Toroidais

Muito utilizados em filtros de linha contra transitórios e interferências eletromagnéticas com indutância entre 1mH a 30 mH.

Indutores Choque de Radio Frequência

Usado em rádios, televisões e circuitos de comunicações e com indutância entre 10uH a 50 uH.

Código de Cores

Embora seja teoricamente possível fabricar indutores com qualquer valor nominal de indutância, bobinas de menor valor são normalmente produzidas com microHenry "padrão" ou valores millihenry. Estes valores são normalmente no E12, também conhecida como a série de 10% (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 e 82). Tipos maiores valores são normalmente fabricados com "década" valores henry, por exemplo, 1,0, 10, 100 ou 1000. Bobinas circuito sintonizado têm valores, dependendo dos requisitos do aplicativo e não são geralmente marcados com suas indutâncias.

A primeira cor da extremidade direita representa o primeiro dígito do valor. A segunda cor representa o segundo dígito. A terceira cor representa o fator multiplicativo. A quarta cor representa a tolerância do indutor.