Tutorial: Componentes passivos.

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1 Tutorial: Componentes passivos. Autor: Samuel Cerqueira Pinto T-16 Data: 24/02/2013

2 Componentes Passivos Componentes passivos são os componentes eletrônicos que não possuem a capacidade de amplificar um sinal de corrente ou tensão em um determinado circuito. Basicamente, serão estudados três componentes passivos: resistores, capacitores e indutores. Resistores São componentes eletrônicos cuja principal finalidade é controlar a passagem de corrente elétrica em um determinado circuito. Transforma energia elétrica em energia térmica. Foge ao escopo desse tutorial explanações sobre como calcular a corrente que circula por um determinado circuito além de cálculos com associações de resistores. No entanto, convém relembrar a Lei de Ohm: Além disso, vamos considerar as seguintes expressões que fornecem a potência dissipada por um determinado resistor: Ao se adquirir um resistor, deve-se inicialmente observar qual a sua resistência potência máxima que será nele empregado. Encontram-se resistores com os mais variados valores de resistência. Os resistores mais utilizados em projetos eletrônicos possuem potencia de 1/8W, 1/4W e 1/2W Ao se comprar um resistor, existe uma convenção utilizada para identificar o valor de sua resistência. As duas(ou três) primeiras linhas coloridas indicam um valor numérico, segundo a tabela de cores mostrada abaixo. Logo a seguir, há uma linha que indica por qual potência de 10 deve ser multiplicado o valor anterior para se encontrar o valor da resistência. Após uma certa separação, exite outra linha que indicia a confiabilidade desse valor encontrado. Ainda pode existir uma linha que indica o coeficiente de temperatura, mas não é usual. A figura abaixo apresenta uma explicação mais clara, além de alguns exemplos:

3 Figura 1 - Código de cores para identificação de resistores. Em diversas aplicações, no entanto, é interessante utilizar resistências com velores variáveis.quando se deseja variar manualmente a resistência no decorrer do seu uso, é recomendável a utilização de um potenciômetro. Figura 2 - Simbologia de um potenciômetro. Figura 3 - Imagens de potenciômetros. Internamente, possuem uma trilha resistiva sobre a qual circula um cursor. Dessa forma, na utilização de um resistor, deve-se conectar dois de seus terminais a fonte. O outro

4 terminal deve ser ligado ao restante do circuito e sobre ele se perceberá a variação da resistência ao se manipular o potenciômetro. Existem potenciômetros cujo deslocamento do cursos (que pode ser linear ou angular) que geram variação na resistência proporcional ou variando logaritmicamente com o deslocamento (escala linear ou logarítmica). Existem diversas aplicações para potenciômetros, como controle de volume, brilho, tempo de funcionamento e até mesmo na utilização como sensores. Ainda pode-se utilizar resistências variáveis na calibração, por exemplo, de sensores, ou de uma corrente, mas que não se deseja alterar com tanta frequência ou se necessita maior precisão. Para essa utilização, é recomendável a utilização de um trimpot, conforme é mostrado na imagem abaixo. Seu funcionamento é análogo ao de um potenciômetro. Figura 4 - Trimpot. Existem ainda resistores "especiais" que possuem importantes aplicações, por exemplo, em sensores. Os LDR(Light Dependent Resistors) são resistores cuja resistividade diminui com aumento da luminosidade incidente sobre eles. Figura 5 - LDR Ainda existem os termistores, que são resistores cuja resistência varia muito com a variação da temperatura. Na maioria dos termistores, a resistência diminui com o aumento de temperatura.

5 Figura 6 - Termistor Existem ainda outros tipos de resistores, como o varistor(resistência diminui com o aumento da diferença de potencial entre seus terminais)), mas que não possuem tantas aplicações em robótica e não serão explorados por esse tutorial. Capacitores São componentes que armazenam energia sob a forma de campo eletrostático. Assim como no caso dos resistores, foge ao escopo ;desse tutorial dar explicações detalhadas sobre o funcionamento de um capacitor e muitos cálculos envolvendo os mesmos. Veremos no entanto, a definição da grandeza capacitância: Dessa forma, percebemos que capacitores são componentes que, quando carregados, armazenam carga em uma quantidade proporcional à diferença de potencial entre seus terminais. Capacitores possuem diversas aplicações em eletrônica, em especial são utilizados na eliminação de sinais indesejados (ruídos). Em diversos outros tópicos perceber-se-á a importância dos capacitores nos mais variados circuitos. Existem capacitores constituídos de diversos materias, porem os mais utilizados são o eletrolítico e o cerâmico. Os capacitores cerâmicos possuem características que os aproximam de capacitores ideais, porém geralmente não apresentam altos valores de capacitância (valores de fração de pf a 1nF). Figura 7 - Capacitores cerâmicos.

6 Figura 8 - Identificação das características de um capacitor cerâmico. Os capacitores eletrolíticos atingem maior capacitância, no entanto possuem maiores desvios da idealidade. São indicados para circuitos de corrente contínua e baixa frequência. É importante notar que capacitores eletrolíticos são polarizados, isto é, existe um terminal que sempre deve ficar positivo em relação ao outro. Figura 8 - Capacitores eletrolíticos. Indutores Figura 9 - Representações de um capacitor eletrolítico. Os indutores são componentes que armazenam energia na forma de campo magnético. São utilizados especialmente em transformadores. Quando se utiliza vários enrolamentos ou bobinas de um fio condutor em torno de um eixo de indução comum, podese observar que a seguinte relação é válida:

7 Dessa forma, obtém-se um método para variar a tensão fornecida por uma fonte. Figura 10 - Indutores com núcleo de ar. Figura 11 - Indutores com núcleo ferromagnético. Referências bibliográficas