EXPERIÊNCIA 1 RESISTORES E ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

Transcrição

1 EXPEIÊNCIA 1 ESISTOES E ASSOCIAÇÃO DE ESISTOES 1 INTODUÇÃO TEÓICA Os resistores são componentes básicos dos circuitos eletro-eletrônicos utilizados nos trechos dos circuitos onde se deseja oferecer uma oposição à passagem da corrente elétrica, conhecida como resistência elétrica. A resistência elétrica tem como unidade, no Sistema Internacional de Unidades, a denominação de ohm representada através da letra grega ômega. É bastante comum a utilização de múltiplos de dez na especificação de resistência, tais como: quilo-ohm (kω) ou 10³ Ω e mega-ohm (MΩ) ou 10 6 Ω. Nos resistores e outros dispositivos utilizados em eletrônica, devido à passagem da corrente elétrica e da existência de tensão entre seus terminais, há a dissipação de potência produzindo calor (efeito joule). O resistor é utilizado em algumas aplicações como dispositivo de aquecimento, como chuveiros e aquecedores. Devido à produção de calor, o resistor deve suportar o aquecimento sem se danificar dentro de seus limites de operação, sendo a dissipação de potência uma de suas especificações mais importantes. O tamanho do resistor é um indicador da potência de um resistor. Em geral, quanto maior o tamanho do resistor de certo tipo, maior será sua capacidade de dissipação de potência em watt (W). 1.1 ESISTOES DE VALOES FIXOS Os fixos não podem ter o valor de sua resistência modificado, pois são fabricados com valores padronizados. Podem ser de três tipos principais: de fio metálico, de filme de carbono ou de precisão esistores de carbono Uma mistura de carbono é compactada no interior de um pequeno tubo formando o elemento de resistência do resistor. Os resistores de carbono são relativamente baratos e disponíveis numa faixa de potência de 0,1 W a 5 W. O valor de resistência dos resistores de carbono é especificado por um conjunto de código de cores que aparecem no corpo do resistor. Cada cor representa um dígito de acordo com a tabela do código de cores esistores de fio metálico São construídos com um fio não isolado, mas geralmente coberto por uma camada de óxido, enrolado sobre um tubo de cerâmica. Suas extremidades estão presas por anéis metálicos que servem de estrutura para os terminais de conexão. Em alguns tipos de resistores de fio existe ainda um terceiro anel metálico móvel, que permite o

2 ajuste do valor da resistência desses resistores. Os resistores de fio dissipam potências elevadas e a identificação é feita através de representação numérica no próprio corpo do resistor esistores de precisão Semelhantes aos de filme de carbono, mas sua tolerância é entre 1% e 2% no valor nominal. Também são geralmente para potências menores de 2W. Estes possuem 5 anéis coloridos. (Obs.: Existem resistores de filme de carvão e de precisão com potência nominal maior que 2W, porém é mais comum encontrar resistores deste tipo para potências menores que 2W.) Código de cores Os anéis coloridos pintados no corpo dos resistores fixos podem ser identificados com o uso de uma tabela com o código de cores que é mostrada a seguir. A leitura do valor da resistência do resistor se faz compondo a partir da tabela. Veja os exemplos apresentados a seguir para resistores de 4 e 5 faixas.

3 1.1.5 Valores nominais padronizados O valor nominal de resistência dos resistores comerciais é padronizado definido pelo IEC, sendo disponíveis as séries E12, E24, E48, E96 e E192. A tabela a seguir mostra valores para as séries E12, E24 e E48. Os resistores são fabricados com resistências nominais de valores múltiplos desses vistos nas tabelas, por exemplo: k, etc Potência do resistor O tamanho do resistor é um indicador da potência de um resistor. Em geral, quanto maior o tamanho do resistor de certo tipo, maior será sua capacidade de dissipação de potência em watts (W). A figura a seguir mostra diferentes tamanhos e potências dos resistores de filme de carbono. Para outros materiais utilizados na fabricação do resistor o tamanho pode variar e, portanto deve-se consultar as folhas de dados (data sheets) do fabricante esistores SMD São resistores de pequeno tamanho utilizados em placas de circuitos impressos onde o componente é colado à superfície da placa. SMD Surface Mounted Device. 1.2 ESISTOES VAIÁVEIS, AJUSTÁVEIS E ESPECIAIS Os resistores que permitem modificação do valor da resistência podem ser classificados em dois grupos: variáveis e ajustáveis. Existe um contato elétrico móvel nesses dispositivos, que permite modificar a resistência elétrica dentro de certa faixa de valores entre seus terminais.

4 1.2.1 esistores variáveis Potenciômetros e reostatos pertencem a essa categoria. Os potenciômetros são utilizados com três terminais. Existem resistores variáveis de fio e de carbono. A modificação do contato através de um cursor móvel interno permite variar a resistência entre o terminal central e os terminais das extremidades. Entre os pontos A e C o potenciômetro apresenta a resistência de valor máximo. Entre o ponto B ligado internamente a um contato móvel e outro ponto A ou C, o potenciômetro permite a variação da resistência entre o mínimo e o máximo. Mudando a posição do cursor interno, se aumenta, BC diminui e se diminui, BC aumenta. A maioria dos potenciômetros tem variação linear da resistência, porém existem também potenciômetros de variação não linear como, por exemplo, os utilizados em controle de intensidade de som que são logaritmos. Os reostatos utilizam apenas dois terminais, isto é, sendo modificada a posição do cursor móvel interno, varia-se à resistência total entre os dois terminais. Os potenciômetros são utilizados como divisores de tensão e os reostatos como limitadores de corrente. Na prática, os potenciômetros são frequentemente utilizados como reostatos esistores ajustáveis Os resistores ajustáveis têm basicamente a mesma função dos potenciômetros e reostatos, contudo são utilizados onde a modificação da resistência não é frequente, no ajuste fino de um circuito, por exemplo Símbolos gráficos A simbologia para representação gráfica em circuitos é mostrada a seguir:

5 1.2.4 esistores especiais Existem ainda resistores variáveis especiais que são muito utilizados em circuitos eletrônicos, desempenhando o papel de sensores no circuito, como por exemplo: varistor (varia resistência com a tensão), termistor (varia resistência com a temperatura), LD (varia resistência com a luz), etc. Varistor - esistor que varia sua resistência de acordo com a tensão aplicada entre seus terminais. O varistor é também conhecido com VD - Voltage Dependent esistor. Termistor esistor que varia sua resistência de acordo com a temperatura a qual está submetido. Existe em dois tipos que são conhecidos como NTC- Negative Temperature Coefficient e PTC-Positive Temperature Coefficient. O NTC diminui a resistência total com o aumento da temperatura e o PTC aumenta a resistência com o aumento da temperatura. Fotorresistor esistor que varia sua resistência de acordo com a intensidade da luz que atinge o material sensível do qual é construído. É também conhecido como LD Light Dependent esistor. Strain gauge resistor que varia a resistência de acordo com a deformação a que está submetido. 1.3 OHMIMETO O multímetro é um instrumento multimedidor utilizado com frequência nas bancadas de trabalho em eletrônica. Permite medir tensões e correntes alternadas e contínuas, resistências, capacitâncias, indutâncias, frequências, testar diodos e transistores e alguns permitem até medidas de grandezas não elétricas como, por exemplo, a temperatura. O multímetro pode ser utilizado como medidor de resistências elétricas, quando é selecionado corretamente como ohmímetro. Neste experimento será utilizado um instrumento digital, porém existem também os multímetros analógicos, com mostrador de ponteiro. 1.4 MATIZ DE CONTATOS - POTO BOAD É uma placa de contatos elétricos utilizada para montagem de protótipos que facilita a conexão dos elementos sem solda ou emenda. Os pontos no Proto Board estão interligados por lâminas de material condutor que também servem de presilhas para prender os terminais dos componentes.

6 Os pontos dispostos em cada coluna estão todos interligados. Na horizontal, cada linha com cinco furos, está interligada por uma lâmina. Com as disposições horizontal e vertical é possível a montagem de qualquer configuração de circuito. 1.5 ASSOCIAÇÃO DE ESISTOES Num circuito elétrico, os elementos podem ser associados formando muitas vezes redes bastante complexas, porém existem apenas duas ligações básicas que podem ser combinadas na formação de qualquer circuito elétrico. Essas ligações básicas são denominadas de série e paralelo, que são apresentadas a seguir esistores em Série Os resistores podem ser associados em série como mostra a figura a seguir esistores em Paralelo Os resistores podem ser associados em paralelo como mostra a figura a seguir. para dois resistores em paralelo para n resistores de mesmo valor em paralelo n Associação Série-Paralelo A grande maioria dos circuitos é composta por associações série-paralelo de componentes Associação Estrela Triangulo Quando não for possível simplificar o circuito utilizando as associações básicas série e/ou paralelo, devemos utilizar a associação estrela - triangulo. transformação Estrela / Triângulo transformação Triângulo / Estrela A. C + B. C + A. B BC A A +. + BC

7 A. C + B. C + A. B C A. C + B. C + A. B B B C +. BC + BC. + + BC BC 2 OBJETIVOS Familiarizar o aluno com resistores de valores fixos, variáveis e resistores especiais; Familiarizar o aluno com o uso do multímetro na função ohmímetro. Familiarizar o aluno com o uso de uma matriz de contatos. Montar circuitos com resistores nas configurações série, paralela e mista. 3 DESENVOLVIMENTO 3.1 MATEIAIS NECESSÁIOS Amostra de resistores fixo e variáveis Proto Board esistores:100ω, 220 Ω, 330 Ω, 470 Ω, 560 Ω e 680Ω Potenciômetro linear de 1kΩ Multímetro digital Cabos com garras jacaré Fios para Proto Board 3.2 POCEDIMENTO EXPEIMENTAL Obs.: Utilize os equipamentos, instrumentos e materiais corretamente para evitar danos. Em caso de dúvida, não faça. Chame o professor! Medidas de resistência 1.Classifique todos os resistores fixos,variáveis e especiais disponíveis por tipo, potência valor de resistência, características construtivas etc. Anote todas as características possíveis. 2.Utilizando a tabela do código de cores faça a leitura do valor nominal de cada resistor com essa codificação. Para os outros tipos procure alguma especificação no próprio dispositivo. 3.Utilize o multímetro digital como ohmímetro. Gire o seletor do multímetro para medidas de resistências. Utilize uma escala adequada. Meça e anote o valor de cada resistor. 4.Compare com os valores obtidos através da leitura com código de cores e informações impressas no próprio dispositivo.

8 esistor tolerância potência (W) Obs.: As pontas de prova do instrumento devem ser ligadas às entradas COM e Ω, como mostra a figura seguir: 5.Utilize um multímetro digital e meça as resistências dos potenciômetros. posição do cursor em A entre A e B em B entre B e C em C Considere as posições indicadas na figura abaixo. Anote os resultados encontrados nas tabelas. 6.Com os valores medidos de e BC, calcule a resistência total do potenciômetro e compare com o Associação em Série 7.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência de cada resistor e anote os valores na tabela. valor nominal valor nominal 100Ω Ω 1 220Ω Ω 2 330Ω Ω Monte os circuitos mostrados a seguir no proto board. 9.Calcule o valor da resistência equivalente e anote na tabela. 10.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência equivalente do circuito e anote na tabela. (teórico) (teórico) (medido) (medido)

9 3.2.3 Associação em Paralelo 11.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência de cada resistor e anote os valores na tabela. valor nominal valor nominal 100Ω Ω 1 220Ω Ω 2 330Ω Ω Monte os circuitos mostrados a seguir no proto board. 13.Calcule o valor da resistência equivalente e anote na tabela. 14.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência equivalente do circuito e anote na tabela. (teórico) (teórico) (medido) (medido) Associação Série-Paralelo 15.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência de cada resistor e anote os valores na tabela. valor nominal valor nominal 1 100Ω Ω Ω Ω Ω Ω 3 16.Monte os circuitos mostrados a seguir no proto board. 17.Calcule o valor da resistência equivalente e anote na tabela. 18.Utilize o multímetro como ohmímetro. Meça a resistência equivalente do circuito e anote na tabela. (teórico) (teórico) (medido) (medido) 23.Organize todo o material fornecido em seu local de trabalho. 24.ealize uma pesquisa com sua equipe de trabalho no laboratório sobre o assunto do experimento e juntamente com os dados e informações obtidas, elabore um relatório da aula prática.