Educação para o Trabalho e Cidadania.

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1 Sumário ntrodução 5 Divisor de tensão 6 O circuito série como divisor de tensão 7 Divisor de tensão com carga 8 nfluência da carga sobre o divisor 0 Dimensionamento do divisor de tensão adronização dos valores dos resistores 5 Determinação da potência de dissipação dos resistores 6 Apêndice Questionário Bibliografia

2 Espaço SENA Missão do Sistema SENA Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento pleno e sustentável do aís, promovendo a educação para o trabalho e a cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e disseminação de informação e a adequação, geração e difusão de tecnologia. Nosso negócio Educação para o Trabalho e Cidadania.

3 Série de Eletrônica ntrodução Com a evolução da tecnologia e dos meios produtivos, os equipamentos eletrônicos têm se tornado cada vez mais compactos. sto torna necessário que estes equipamentos sejam alimentados por fontes de energia portáteis (pilhas e baterias). Surge então a questão: como fornecer diferentes tensões adequadas a cada componente a partir de uma tensão única, fornecida pela fonte? A resposta está nos divisores de tensão. Este fascículo foi elaborado para o seu conhecimento e compreensão da forma de funcionamento e particularidades dos divisores de tensão, visando a capacitálo a dimensionar corretamente os resistores que os compõem. ara ter sucesso no desenvolvimento do conteúdo e atividades deste fascículo, o leitor já deverá ter conhecimentos relativos a : Leis de Kirchhoff. 5

4 Divisor de tensão Divisor de tensão É um circuito formado por resistores que permite obter, a partir de alimentação fornecida, qualquer valor de tensão menor, necessário ao funcionamento dos circuitos. A Fig. mostra um exemplo de um divisor de tensão. Divisor de tensão Fig. Divisor de tensão. O divisor de tensão é muito utilizado nos circuitos eletrônicos para a obtenção da tensão típica de funcionamento de cada componente sem que seja necessário usar diversas fontes de alimentação. 6

5 Série de Eletrônica O CCUTO SÉE COMO DSO DE TENSÃO Um circuito série, formado por dois resistores, divide a tensão aplicada na sua entrada em duas partes, ou seja, duas quedas de tensão, conforme ilustrado na Fig.. cc Fig. Queda de tensão em dois resistores ligados em série. O circuito série é, portanto, um divisor de tensão. Dimensionando os valores dos resistores podese dividir a tensão de entrada de qualquer forma que seja necessária, como mostrado no exemplo da Fig.3. C 00 B A = B = 6 C = 9 A 3 00 Fig.3 Divisão da tensão de acordo com os valores das resistências. 7

6 DSO DE TENSÃO COM CAGA Divisor de tensão A divisão da tensão através de um divisor resistivo tem por finalidade fornecer uma parte da tensão de alimentação para um componente ou circuito. or exemplo, podese utilizar um divisor de tensão para obter 6 numa lâmpada, a partir de uma fonte de 0, conforme ilustrado na Fig.4. Divisor 0 6 Lâmpada de 6 Fig.4 Obtenção de uma tensão de 6 a partir de uma fonte de 0. 8

7 Série de Eletrônica A tensão fornecida pela fonte ao divisor é denominada de tensão de entrada, e a tensão fornecida pelo divisor à carga é denominada de tensão de saída. O circuito ou componente que é aumentado pelo divisor é denominado de carga do divisor, como pode ser visto na Fig. 5 Divisor tensão de entrada 0 6 tensão de saída carga Fig. 5 O componente conectado à saída é denominado de "carga". A carga de um divisor pode ser um componente eletrônico, uma lâmpada ou até mesmo um circuito eletrônico. or esta razão, quando se calcula ou representa em diagrama um divisor, a carga é representada simplesmente por um bloco, denominado L, independentemente do que seja realmente, como pode ser visto na Fig.6. tensão de entrada tensão de saída L carga Fig.6 epresentação da carga L. 9

8 Divisor de tensão NFLUÊNCA DA CAGA SOBE O DSO Qualquer carga que seja conectada a um divisor de tensão, fica sempre em paralelo com um dos resistores que o compõem. Como pode ser visto no exemplo da Fig.7, ao ligar a chave a carga fica em paralelo com. ENTADA SAÍDA L carga Fig.7 A carga é conectada em paralelo com. Ao ser conectada ao divisor, a carga altera a resistência total do circuito divisor, fazendo com que as tensões em cada resistor se modifiquem. or esta razão sempre que se calcula um divisor devese determinar as características da carga e considerála como sempre ligada ao circuito. 0

9 Série de Eletrônica Dimensionamento do divisor de tensão Os dados necessários para o dimensionamento dos componentes de um divisor são: Tensão de entrada. Tensão de carga (ou de saída do divisor). Corrente de carga. Exemplo : Necessitase alimentar uma lâmpada de 6 e 0,5W a partir de uma fonte que fornece 0 cc. Dimensionar o divisor de tensão. Do enunciado, obtêmse diretamente dois dados: Tensão de entrada : 0 cc. Tensão de carga : 6 cc. A corrente de carga não é fornecida diretamente, mas pode ser determinada através da seguinte equação: = () Carga 0,5 W Carga Carga Carga 0,5 0,083 A 6

10 Divisor de tensão Uma vez dispondo dos dados essenciais, podese elaborar um esquema do divisor de tensão que contenha estes dados. Dimensionamento do valor de ara se determinar o valor de, utilizase a lei de Ohm: =/ A tensão sobre é a mesma tensão da carga, uma vez que e a carga estão em paralelo, conforme ilustrado na figura abaixo. L 6 0,5W ara se determinar o valor de pela Lei de Ohm, necessitase ainda da corrente neste resistor, que não é fornecida no enunciado do problema. ara dar continuidade ao cálculo é necessário admitir (escolher) um valor para esta corrente. Quando a carga não varia, solicitando do divisor uma corrente de valor fixo, como é o caso de lâmpadas e resistores, qualquer valor pode ser admitido para a corrente em. or exemplo = 0mA, 00mA, ma ou A. Em geral, admitemse valores de corrente pequenos para que a dissipação de potência nos resistores do divisor seja pequena.

11 Série de Eletrônica etornando ao exemplo, admitindose uma corrente de 0mA no resistor, como ilustrado abaixo, temse: 0 0,083A? 6 0,5W L 6 0,0 600 Dimensionamento do valor de O resistor também é determinado pela Lei de Ohm: Fazendose necessário determinaremse os valores de e. A queda de tensão em pode ser determinada através da ª Lei de Kirchhoff cc... () 3

12 Divisor de tensão A queda de tensão sobre é a tensão de entrada menos a tensão de saída cc Saída L : A corrente em pela ª Lei de Kirchhoff é a soma das correntes em e L Substituindose e na Lei de Ohm, temse: cc ,0 0,083 L A figura seguinte mostra o esquema do divisor de tensão com os valores de e calculados ,5W 4

13 Série de Eletrônica ADONZAÇÃO DOS ALOES DOS ESSTOES Normalmente os valores de resistor encontrados através do cálculo não coincidem com os valores padronizados de resistores encontrados no comércio. Após realizar o cálculo, devese escolher os resistores comerciais mais próximos dos calculados. or exemplo, no divisor usado como exemplo, temse: =43 (não comercial) rimeira opção comercial: 47. Segunda opção comercial: 39. =600 (não comercial) rimeira opção comercial: 680. Segunda opção comercial: 560. Optandose pelo valor comercial mais alto que 43, ou seja, 47 no caso, devese optar também pelo valor mais alto que 600, ou seja, 680 e viceversa. O divisor fica com a configuração mostrada na figura seguinte : ,5W 5

14 Divisor de tensão A substituição dos resistores calculados por valores padronizados provoca diferença nas tensões do divisor. Sempre se deve recalcular as tensões do divisor com os valores padronizados, como ilustrado abaixo , ,5W Observase pela figura acima que a padronização dos resistores provoca uma pequena diferença na tenção de saída do divisor (de 6 para 5,8). DETEMNAÇÃO DA OTÊNCA DE DSSAÇÃO DOS ESSTOES Uma vez definidos os resistores padronizados e as tensões do divisor, determinamse as potências de dissipação dos resistores: Do circuito, obtêmse os dados necessários para os cálculos : 4, 0,089A 0,37W (dissipação real) 5,8 0,0085A 0,049W (dissipação real) 6

15 Série de Eletrônica Devese usar resistores com potência de dissipação máxima pelo menos duas vezes maior que a dissipação real. O diagrama final do divisor é o mostrado na figura abaixo : W 47 0 /8W ,5W Exemplo : recisase alimentar uma carga de 400 e a partir de uma fonte de 0, utilizandose um divisor de tensão. rojete o circuito necessário. Solução: Dados obtidos no enunciado: Tensão de entrada : 0 cc. Tensão de saída : cc. Corrente da carga L L L 400 0,033A 7

16 Divisor de tensão A figura mostra o diagrama do divisor : 0 0,033A L 400 Dimensionamento de L 0,05A... por hipótese 0,

17 Série de Eletrônica Dimensionamento de cc Saída 0 8 0,05 0,03 0,045A 8 0, adronizando os valores dos resistores, para os valores comerciais maiores, temse: = 80 = 80 ecalculando as tensões com os valores padronizados, obtêmse os valores indicados na figura abaixo : 80 0,9 80 L 400 9

18 Divisor de tensão Determinandose a potência dos resistores, temse: 0,9 8, 8, 80 0,0445A 8, 0,0445 0,36W (dissipação real) L,9,9 0,045A 80,9 0,045 0,73W (dissipação real) ortanto, pode ser de W e de /W. O esquema final do divisor é mostrado abaixo : W 80 0,9 0,03A /W 80 L 400 0

19 Série de Eletrônica Apêndice QUESTONÁO. Qual a utilidade de um divisor de tensão?. Quais os dados necessários para o dimensionamento dos componentes de um divisor de tensão? BBLOGAFA SENA/DN eparador de Circuitos Eletrônicos; Eletrônica Básica. io de Janeiro. (Coleção Básica SENA. Módulo ).