Resistores, capacitores, bobinas e transformadores

Resistores, capacitores, bobinas e transformadores

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Componentes importantes serão examinados nesta lição. Os componentes estudados fazem parte de todos os computadores, periféricos e circuitos eletrônicos de uso geral como, televisores, monitores, impressoras, amplificadores, etc. O conhecimento de suas funções é essencial para reparação de qualquer aparelho eletrônico ou para sua montagem. Além disso, conheceremos o princípio de funcionamento de alguns transdutores, ou seja, dispositivos que convertem energia como os alto-falantes, fones e microfones. Teremos finalmente, uma apresentação do mais importante de todos os instrumentos eletrônicos, o multímetro, com as aplicações básicas que você precisa conhecer para usá-lo na descoberta de problemas dos computadores e de muitos outros equipamentos eletrônicos:

a) resistores b) potenciômetros e trim-pots c) capacitores d) bobinas e indutores e) corrente contínua, corrente alternada e transformadores f) transdutores: alto- falantes, fones e microfones g) os galvanômetros e os multímetros

Caso não haja limitação para a corrente elétrica num circuito, dada pela resistência de suas partes, a sua intensidade não poderá ser controlada e isso pode provocar uma conversão de energia em calor em uma quantidade além do previsto: é o caso do curto-circuito em que temos uma produção descontrolada de calor, com efeitos destrutivos. Para reduzir, de maneira controlada, a intensidade da corrente, oferecendo-lhe uma oposição ou resistência, ou então para fazer cair a tensão num circuito a um valor mais conveniente a uma determinada aplicação, usamos componentes denominados resistores. Os resistores mais comuns são os de película ou filme de carbono ou metálico, que tem o aspecto mostrado na figura 1. A “quantidade” de resistência que um resistor oferece à corrente elétrica, ou seja, sua resistência nominal é medida em ohms ( W ) e pode variar entre 0,1 e mais de

2 0 0 W. Também usamos nas especificações de resistências os múltiplos do ohms, no caso o quilohm (kW ) e o megohm (MW ).

Assim, em lugar de falarmos que um resistor tem 4700 W é comum dizermos 4,7 k ou simplesmente 4k7, onde o “k” substitui a vírgula. Para um resistor de 2 700 0 ohms falamos simplesmente 2,7 M ou então 2M7.

No computador além de usarmos muitos resistores, também empregamos múltiplos e submúltiplos de diversas unidades, O quilo (k) e o mega (M) indicando milhares e milhões podem ser encontrado nas especificações de quantidade de memória (quilobyte e megabyte abreviados por kB e mB) ou ainda de velocidade ( quilohertz e megahertz abreviados por kHz e MHz). Como os resistores são componentes em geral pequenos, os seus valores não são marcados com números e letras, ou através de um código especial que todos os praticantes de eletrônica devem conhecer.

Neste código são usadas faixas coloridas conforme explicamos a partir da seguinte tabela:

TABELA 1

Cor 1º anel 2º anel 3º anel 4º anel Preto - 0 x1 - Marrom 1 1 x10 1% Vermelho 2 2 x100 2% Laranja 3 3 x1000 3% Amarelo 4 4 x10000 4% Verde 5 5 x100000 - Azul 6 6 x1000000 - Violeta 7 7 - - Cinza 8 8 - - Branco 9 9 - - Prata - - x0,01 10% Dourado - - x0,1 5%

Partindo desta tabela, o valor de um resistor é dado por 3 ou 4 faixas coloridas que são lidas da ponta para o centro, conforme mostra a figura 2.

Vamos supor que estejamos de posse de um resistor cujas cores na ordem são: amarelo, violeta, vermelho e dourado (figura 2). Qual será o seu valor?

A primeira e a segunda faixa fornecem os dois algarismos da resistência, ou seja: Amarelo=4

Violeta=7 Formamos assim, a dezena 47.

A terceira faixa nos dá o fator de multiplicação, ou quantos zeros devemos acrescentar ao valor já lido. No caso temos:

Vermelho = 0 ou x 10 Temos então 47 + 0 = 470 ohms ou 4k7.

A quarta faixa nos diz qual é a tolerância no valor do componente, quando ela existe. Se esta faixa não existe, temos um resistor de 20%, ou seja, que pode ter até 20% de diferença entre o valor real da resistência que ele apresenta e o valor que temos na marcação. No nosso caso, a faixa dourada diz que se trata de um resistor com 5% de tolerância. Existem resistores “de fio” que por serem maiores, têm a marcação de resistência feita diretamente com números e outras indicações.

NO COMPUTADOR: Examine uma placa de computador (será interessante você conseguir uma placa usada ou queimada em algum depósito de sucata). Veja quantos resistores ela tem. Procure ler seus valores pelo código que explicamos.

Vimos na lição anterior que, quando uma corrente elétrica força uma passagem por um meio que lhe ofereça oposição ela despende energia na forma de calor.

No caso do resistor, se o componente não for capaz de transferir este calor para o meio ambiente, ele acaba por aquecer demais e queimar.

A capacidade de um resistor de transferir calor para o meio ambiente está diretamente ligada ao seu tamanho (superfície de contato com o ar). Esta capacidade é dada pela potência (dissipação) do resistor, a qual é expressa em watts (W). Assim, os menores resistores são de 1/8 ou 1/4 W enquanto que os maiores podem chegar a 20 ou mais watts (alguns fabricantes especificam as potências em valores decimais como 0,125 W ). Estes resistores de grandes potências são de material resistentes à alta temperatura e em lugar do carbono ou filme metálico são feitos fios de nicromo (uma liga de metais). São chamados também de resistores de fio (figura 3).

Os resistores de grande porte físico são do tipo resistor de fio, e estes são usados em circuito que consome corrente elevada.

EX: Encontramos na fonte de alimentação dos computadores, monitores.

Quando ligamos resistores em série, conforme mostra a figura 4, a resistência resultante que obtemos equivale à soma das resistências dos vários resistores. Na figura 4 temos a associação de resistores de 2,3 e 100 ohms, que resulta numa resistência total de 155 ohms FORMULA

R equivalente = R1+R2+R3Rn

R total = R1+R2+R3

R total = 155 W

Na associação (ou ligação) em paralelo, a resistência equivalente é dada pela fórmula:

Reg = R1 x R2
R1 + R2ou 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Para o caso da figura 5, a resistência equivalente à ligação de um resistor de 20 ohms com um de 30 em paralelo é de 12 W. Observe que na ligação em série obtemos resistências maiores do que a dos resistores associados e na ligação em paralelo obtemos resistências menores.

Fórmula para duas resistências.

Quando não temos um determinado valor de resistor, podemos substituir por dois ou mais resistores em paralelo ou em série.

NO COMPUTADOR Resistores podem ser ligados em série e em paralelo nos computadores. O conceito de que qualquer coisa que tenha uma certa resistência pode ser ligada em série e em paralelo e podemos calcular a resistência equivalente, é importante no estudo dos computadores.

b) POTENCIÔMETROS E TRIM-POTS

São resistores variáveis, ou seja, dispositivos que podemos usar para variar a resistência apresentada à circulação de uma corrente elétrica. Na figura 6 temos os aspectos destes componentes. São constituídos por um elemento de resistência, que pode ser de carbono ou fio de nícromo, sobre o qual corre uma lingüeta denominada cursor. Conforme a posição deste cursor temos a resistência apresentada pelo componente. Veja que, tomando o potenciômetro ou trimpot da figura 7, à medida que o cursor vai de A para B, aumenta a resistência entre A e X ao mesmo tempo que diminui a resistência entre X e B. A resistência total entre A e B é a resistência nominal do componente, ou seja, o valor máximo que podemos obter.

TRIMPOT – Resistor de ajuste localizado geralmente nos circuitos. Com ajuste interno do equipamento pelo usuário. POTENCIÔMETRO - Resistor de ajuste, localizado geralmente no setor frontal do equipamento.

Podemos encontrar potenciômetros e trimpots com valores na faixa de fração de ohms até milhões de ohms. Se o mesmo eixo controlar dois potenciômetros, diremos que se trata de um potenciômetro duplo. Alguns potenciômetros incorporam um interruptor que é controlado pelo mesmo eixo, como acontece com os controles de volume de rádios e amplificadores. No mesmo controle podemos aumentar e diminuir o volume e ligar e desligar o aparelho (figura 8).

Os potenciômetros são usados em diversas funções, como por exemplo, controles de volume, controle de tonalidade, sensibilidade, já que permitem o ajuste, a qualquer momento, das características desejadas. Já os trimpots são usados quando se deseja um ajuste único, ou seja, somente num determinado momento, levando o aparelho a um comportamento que deve ser definitivo (é claro que o ajuste pode ser refeito sempre que necessário, mas o trimpot normalmente fica dentro do aparelho, que nesse caso precisa ser aberto).

Na figura 9 mostramos um trimpot de precisão, do tipo multivoltas, muito usado em equipamentos de precisão.

NO COMPUTADOR Encontramos facilmente potenciômetros nos monitores de vídeo. São eles que fazem o ajuste do brilho, contraste e posicionamento da imagem na tela. Nos sistemas multimídia encontramos potenciômetros como controles de volume e tom nas caixas amplificadas ou nos drives de CD-ROM.

c) CAPACITORES

Os capacitores (que também são chamados erroneamente de condensadores) são componentes eletrônicos formados por conjuntos de placas de metal entre as quais existe um material isolante que define o tipo. Assim, se o material isolante for a mica teremos um capacitor de mica, se for uma espécie de plástico chamado poliéster, teremos um capacitor de poliéster.

Duas placas, tendo um material isolante entre elas (chamado genericamente dielétrico), adquirem a propriedade de armazenar cargas elétricas e com isso energia elétrica. Na figura 10 mostramos um capacitor em que o dielétrico é o vidro e as placas, chamadas armaduras são planas. Quando encostamos uma placa na outra ou oferecemos um percurso para que as cargas se neutralizem, interligando as armaduras através de um fio, o capacitor se descarrega. A capacidade de um capacitor em armazenar cargas, melhor chamada de capacitância, é medida em Farad (F), mas como se trata de uma unidade muito grande, é comum o uso de seus submúltiplos.

Temos então o microfarad (mF) que equivale à milionésima parte do Farad ou 0,0 001 F. Em capacitores muito antigos encontramos o microfarad abreviado como mFd. Um submúltiplo ainda menor é o nanofarad, que equivale a 0,0 0 001 F ou a milésima parte do microfarad e é abreviado por nF. Temos ainda o picofarad (pF) que é a milésima parte do nanofarad ou 0,0 0 0 001 F.

É comum a utilização de potências de 10 para expressar números com muitos zeros. Assim temos as indicações da tabela 2:

TABELA 2

Veja então que 1 nF equivale a 1 0 pF e que 1 mF equivale a 1 0 nF ou 1 0 0 pF.

freqüências. O porque será visto em lições futuras

Os capacitores tubulares, que são formados por folhas de condutores e dielétricos enrolados são usados em circuitos de baixas freqüências enquanto que os possuem armaduras e dielétricos planos são usados em circuitos de altas Um tipo importante de capacitor é o eletrolítico, cuja estrutura básica é mostrada na figura 12. Uma de suas armaduras é de alumínio que, em contato com uma substância quimicamente ativa, se oxida formando uma finíssima camada de isolante que vai ser o dielétrico.

Desta forma, como a capacitância é tanto maior quanto mais fino for o dielétrico, podemos obter capacitâncias muito grandes com um componente relativamente pequeno. É preciso observar que os capacitores eletrolíticos são componentes polarizados, ou seja, a armadura positiva ser sempre a mesma. Se houver uma inversão, tentando-se carregar a armadura positiva com cargas negativas, o dielétrico será destruído e o capacitor inutilizado.

Na família dos capacitores eletrolíticos temos um tipo que emprega uma substância que permite obter capacitâncias ainda maiores que as obtidas pelo óxido de alumínio. Trata-se do óxido de tântalo, o que nos leva aos capacitores de tântalo (figura 13).

Estes capacitores podem ser encontrados na faixa de 0,1 mF até de 100 0 mF.

Simbologia Capacitor eletrolítico (símbolo)

a) c) + b)

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