IX - Elementos de circuitos elétricos

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1 IX - Elementos de circuitos elétricos 1

2 Elementos de circuitos elétricos Os circuitos elétricos são representados por diagramas construídos como arranjos em série e em paralelo de elementos de dois terminais. Os elementos dos circuitos podem ser: lineares ou não lineares, ativos ou passivos 2

3 Elementos passivos São elementos que absorvem energia do circuito, ou seja, a energia líquida total fornecida a eles pelo resto do circuito é sempre nãonegativa. Os elementos passivos são: Resistência Capacitância Indutância 3

4 A resistência elétrica R de um dispositivo está relacionada com a resistividade ρ de um material por em que: ρ é a resistividade elétrica (em ohm metros, Ωm); R é a resistência elétrica de um espécime uniforme do material (em ohms, Ω); l é o comprimento do espécime (medido em metros); Aé a área da seção do espécime (em metros quadrados, m²). 4

5 Elementos de circuitos Resistores Na prática, os resistores limitam a intensidade de corrente elétrica através de determinados componentes. Uma aplicação típica disso, como exemplo, éoresistorassociado emsériecom umled, como se ilustra: 5

6 Resistor de filme de carbono (carvão): Durante a construção, uma película fina de carbono (filme) é depositada sobre um pequeno tubo de cerâmica. O filme resistivo é enrolado em hélice por fora do tubinho até que a resistência entre os dois extremos fique tão próxima quanto possível do valor que se deseja. São acrescentados terminais (um em forma de tampa e outro em forma de fio) em cada extremo e, a seguir, o resistor é recoberto com uma camada isolante. A etapa final é pintar (tudo automaticamente) faixas coloridas transversais para indicar o valor da resistência. 6

7 Resistores especiais também são usados como transdutores em circuitos sensores. Transdutores são componentes eletrônicos que efetuam conversão de energia de uma modalidade para outra onde, uma delas, é necessariamente energia elétrica. Microfones, interruptores e Resistores Dependentes da Luz ou LDRs, são exemplos de transdutores de entrada. Alto-falantes, lâmpadas de filamento, relés, "buzzers" e também os LEDs, são exemplos de transdutores de saída. No caso dos LDRs, mudanças da intensidade da luz que incide em suas superfícies resultam numa alteração nos valores ôhmicos de suas resistências. 7

8 Um transdutor de entrada é frequentemente associado a um resistor para fazer um circuito denominado divisor de tensão. Nesse caso, a tensão recolhida sobre esse divisor de tensão será um "sinal de tensão" que reflete as mudanças de iluminação sobre o LDR. Em outros circuitos, os resistores podem ser usados para dirigir frações da corrente elétrica para partes particulares do circuito, assim como podem ser usados para controlar o "ganho de tensão" em amplificadores. Resistores também são usados em associações com capacitores no intuito de alterar sua"constante de tempo"(ajuste do tempo de carga ou descarga). 8

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10 Resistores de filme de metal ou de óxido de metal são feitos de maneira similar aos de carbono, mas apresentam maior acuidade em seus valores(podem serobtidoscomtolerânciasde(+ou-)2%ou1%dovalornominal). Há algumas diferenças nos desempenhos de cada um desses tipos de resistores, mas nada tão marcante que afete o uso deles em circuitos simples. Resistores de fio, são feitos enrolando fios finos, de ligas especiais, sobre uma barra cerâmica. Eles podem ser confeccionados com extrema precisão ao ponto de serem recomendados para circuitos e reparos de multitestes, osciloscópios e outros aparelhos de medição. Alguns desses tipos de resistores permitem passagem de corrente muito intensa sem que ocorra aquecimento excessivo e, como tais, podem ser usados em fontes de alimentação e circuitos de corrente bem intensas. 10

11 Potenciômetros Basicamente, potenciômetros são resistores com uma derivação central. Assim, a resistência entre seus dois terminais extremos é fixa em seu valor nominal (10 kω - por exemplo). Já o valor de resistência entre uma das extremidades e a derivação central dependerá do posicionamento do cursor. Cria-se, então, uma estrutura que pode ser compreendida como dois resistores em série, conforme mostra a figura a seguir. 11

12 Símbolo eletrônico de um potenciômetro e seu equivalente - dois resistores em série com uma derivação central 12

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15 Capacitores

16 Capacitor É um componente constituído por dois condutores separados por um isolante: os condutores são chamados armaduras (ou placas) do capacitor e o isolante é o dielétrico do capacitor. Costuma-se dar nome a esses aparelhos de acordo com a forma de suas armaduras. Assim temos capacitor plano, capacitor cilíndrico, capacitor esférico etc.

17 O capacitor é formado de duas placas metálicas, separadas por um material isolante denominado dielétrico. Utiliza-se como dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os materiais plásticos ou mesmo o ar.

18 O capacitor é um dispositivo elétrico que tem por finalidade armazenar energia elétrica no dielétrico. É formado por duas placas condutoras de metal, também denominadas de armaduras, separadas por um material isolante chamado dielétrico. Ligados a estas placas condutoras estão os terminais para conexão com outros componentes. Dielétrico Placa Condutora A Placa Condutora B ( a ) Estrutura ( b ) Símbolo 18

19 Devido as dificuldades construtivas para a maioria dos capacitores, 1 Farad é uma unidade muito grande para indicar a sua capacidade. Por isso tornouseconvenienteautilizaçãodesubmúltiploscomoomicrofarad(µf),queé igualaummilionésimodefarad(10-6 F),onanofarad(nF),queéiguala1 bilionésimo de farad ( 10-9 F ) e picofarad ( pf ), que é igual a um milionésimodemicrofarad(10-6 µf). A maioria dos capacitores pode ser ligada aos circuitos elétricos sem se dar importância à polaridade. Os capacitores eletrolíticos e certos capacitores cerâmicos devem ter as suas polaridades respeitadas. Além do valor da capacitância, é preciso especificar o valor limite da tensão a ser aplicada entre seus terminais. Esse valor é denominado tensão de isolação e varia conforme o tipo de capacitor. 19

20 Armazenamento de Energia A energia armazenada em um capacitor é dada pela seguinte equação: W A = ½ C V 2 Onde W A é a energia armazenada dada em Joules, C é a capacitância nominal do capacitor e V é a tensão nominal aplicada em seus terminais. As figuras abaixo ilustram a energia armazenada na forma de Campo Elétrico. É importante lembrar, que numa associação de capacitores em paralelo a energia armazenada aumenta. 20

21 Capacitores Um capacitor apresenta uma característica elétrica dominante que é simples, elementar. Apresenta uma proporcionalidade entre corrente entre seus terminais e a variação da diferença de potencial elétrico nos terminais. Ou seja, possui uma característica elétrica dominante com a natureza de uma capacitância. Um capacitor é fundamentalmente um armazenador de energia sob a forma de um campo eletrostático.

22 Tempo de Carga e Descarga de um Capacitor Uma das características mais interessantes do capacitor, que possibilita inúmeras aplicações tecnológicas, sobretudo em eletrônica, é o seu tempo de carga e descarga. A figura a seguir representa o processo de carga de um capacitor por um gerador e o correspondente gráfico de carga armazenada em cada placa durante o tempo correspondente.

23 Tempo de Carga e Descarga de um Capacitor

24 Tiposde capacitores Na prática encontramos vários tipos de capacitores, com aplicações específicas, dependendo dos aspectos construtivos, tais como, material utilizado como dielétrico, tipo de armaduras e encapsulamento: Capacitores de mica, Capacitores de papel, Capacitores Stiroflex, Capacitores de polipropileno, Capacitores de poliéster, Capacitores de policarbonato, Capacitores cerâmicos, Capacitores eletrolíticos (alumínio) (tântalo)

25 Capacitoresde mica São fabricados alternando-se películas de mica (silicato de alumínio) com folhas de alumínio. Sendo a mica um dielétrico muito estável e de alta resistividade, estes capacitores são utilizados em circuitos que trabalham com alta frequência (etapas osciladoras de radiofrequência). Suas capacitâncias variam de 5pF a 100 nf, apresentando elevada precisão.

26 Capacitoresde papel Capacitores de filtro com dielétrico de papel são volumosos e seu valor é em geral limitado a menos do que 10 µ F. Eles não são polarizados e podem suportar altas tensões. Não há fuga apreciável de corrente através de um destes capacitores.

27 Capacitoresde papel São fabricados enrolando-se uma ou mais folhas de papel entre folhas metálicas. Todo o conjunto é envolvido em resina termoplástica.. Esse tipo de componente é barato e é aplicado em usos gerais. Para melhorar as características o papel pode ser impregnado com óleo, o que ocasiona: Aumento da rigidez dielétrica. Aumento da margem de temperatura de aplicação do capacitor. Aplicação de altas tensões.

28 Capacitores poliméricos São fabricados com duas fitas finas de plástico metalizadas numa das faces, deixando, porém, um trecho descoberto ao longo de um dos bordos, o inferior em uma das tiras, e o superior na outra. As duas tiras são enroladas uma sobre a outra, e nas bases do cilindro são fixados os terminais, de modo que ficam em contato apenas com as partes metalizadas das tiras. O conjunto é recoberto por um revestimento isolante. Estes capacitores são empregados em baixa e média frequência e como capacitores de filtro e, às vezes, em alta frequência. Têm a vantagem de atingir capacitâncias relativamente elevadas em tensões máximas que chegam a alcançar os 1000 V. Por outro lado, se ocorrer uma perfuração no dielétrico por excesso de tensão, o metal se evapora na área vizinha à perfuração sem que se produza um curto-circuito, evitando assim a destruição do componente.

29 CapacitoresStiroflex É o primeiro capacitor a utilizar o plástico como dielétrico, neste caso o poliestireno. Este material apresenta a constante dielétrica mais baixa entre os plásticos e não sofre influência das frequências altas. Do mesmo modo dos anteriores são enroladas folhas de poliestireno entre folhas de alumínio. As principais vantagens deste tipo de capacitor são: o reduzido fator de perda, alta precisão, tolerância baixa (em torno de 0,25 %), tensões de trabalho entre 30 e 600 V.

30 Capacitoresde polipropileno O polipropileno é um plástico com propriedades análogas ao polietileno, e apresenta maior resistência ao calor, aos solventes orgânicos e a radiação. O modo de fabricação é o mesmo utilizado no capacitor de poliestireno. Estes componentes são ideais para aplicação em circuitos de filtros ou ressonantes.

31 Capacitoresde poliéster Estes componentes foram criados para substituir os capacitores de papel, tendo como principais vantagens sobre os constituídos de papel: maior resistência mecânica, não é um material higroscópico, suporta ampla margem de temperatura (-50 C a 150 C) com grande rigidez dielétrica. Por apresentar variações de sua capacitância com a frequência, não são recomendados para aplicacão em dispositivos que operem em frequências superiores a MHz. Os valores típicos são de 2pF a 10 µf com tensões entre 30 e 1000 V.

32 Capacitoresde policarbonato Idênticosaosdepoliéstercomvalorestípicosentre1nFe10µF comtensõesdetrabalhoentre60e1200v.

33 Capacitorescerâmicos Geralmente são constituídos de um suporte tubular de cerâmica, em cujas superfícies interna e externa são depositadas finas camadas de prata às quais são ligados os terminais através de um cabo soldado sobre o tubo. Às vezes, os terminais são enrolados diretamente sobre o tubo. O emprego deste tipo de componente varia dos circuitos de alta frequência, com modelos compensados termicamente e com baixa tolerância, aos de baixa frequência, como capacitores de acoplamento e de filtro. Além dos tubulares, podem ser encontrados capacitores na forma de disco e de placa quebrada ou retangular.

34 Capacitorescerâmicos São os mais próximos aos capacitores ideais, pois apresentam: Indutância parasitária praticamente nula Fator de potência nulo Alta constante dielétrica CapacitânciasentrefraçõesdepFa1nF Ideais para circuitos sintonizadores.

35 Capacitores Plásticos (poliestireno, poliéster): Consistem em duas folhas de alumínio separadas pelo dielétrico de material plástico. Os terminais são ligados às folhas de alumínio e o conjunto é bobinado e encapsulado, formando um sistema compacto. Uma outra técnica construtiva é a de vaporizar alumínio em ambas as faces do dielétrico, formando o capacitor. Essa técnica é denominada de metalização e traz como vantagem, maior capacidade em comparação com os de mesmas dimensões dos não metalizados. 35

36 Capacitoreseletrolíticos São aqueles que, com as mesmas dimensões, atingem maiores capacitâncias. São formados por uma tira metal recoberta por uma camada de óxido que atua como um dielétrico; sobre a camada de óxido é colocada uma tira de papel impregnado com um líquido condutor chamado eletrólito, ao qual se sobrepõe uma segunda lâmina de alumínio em contato elétrico com o papel. Os capacitores eletrolíticos são, utilizados em circuitos em que ocorrem tensões contínuas, sobrepostas a tensões alternadas menores, onde funcionam apenas como capacitores de filtro para retificadores, de acoplamento para bloqueio de tensões contínuas, etc.

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38 Capacitoreseletrolíticosde tântalo Componentes de constituição idêntica aos Capacitores eletrolíticos de alumínio. O dielétrico utilizado é o óxido de tântalo (Ta 2 O 5 ) que reduz a dimensão destes capacitores em relação aos outros eletrolíticos. Estes componentes apresentam baixas tolerâncias (20 %), tem baixa dependência com a temperatura com máxima tensão de operação de 120 V, mas são mais caros.

39 Capacitoreseletrolíticosde tântalo Os capacitores eletrolíticos de tântalo assemelham-se aos capacitores de alumínio mas, mesmo alcançando as mesmas capacitâncias, são de tamanho menor. Emprega-se o tântalo no lugar do alumínio, para a lâmina, e o eletrólito é uma pasta ou líquido. Seu emprego é aconselhável sobretudo como capacitor de acoplamento para estágios de baixas frequências, graças ao seu baixo nível de ruído, muito inferior ao do capacitor de alumínio. Além do tipo tubular, é encontrado também em forma de "gota".

40 Capacitoreseletrolíticosde alumínio Componentes normalmente utilizados para grandes capacitâncias (1 µf a µf). O dielétrico consiste em uma película de óxido de alumínio (Al 2 O 3 ) finíssima que se forma sobre o polo positivo, quando sobre o capacitor se aplica uma tensão contínua. As principais desvantagens deste tipo de componente são a sua elevada tolerância (chegando a 100 % maiorqueovalornominal, e 10 % no sentidonegativo)eofato de ser altamente influenciado pela temperatura tanto na capacitância como na resistência de perda.

41 Capacitores Eletrolíticos de Alumínio:consistem em uma folha de alumínio anodizada como armadura positiva, onde por um processo eletrolítico, forma-se uma camada de óxido de alumínio que serve como dielétrico, e um fluido condutor, o eletrólito, que impregnado em um papel poroso, é colocado em contato com outra folha de alumínio ou de zinco, de maneira a formar a armadura negativa. O conjunto é bobinado, sendo a folha de alumínio anodizada ligada ao terminal positivo e a outra ligada ao terminal negativo. 41

42 Capacitores Eletrolíticos Líquidos Capacitor que consiste de um eletrodo de metal imerso em uma solução eletrolítica. O eletrodo e a solução são as duas placas do capacitor, enquanto que uma película de óxido que se forma no eletrodo é o dielétrico. A película de dielétrico é formada pelo escoamento da corrente do eletrólito para o eletrodo.

43 Constituem tipomuito especial de capacitores. Geralmente se apresentam em forma tubular metálica de alumínio, onde se coloca uma espiral de folha de alumínio e enche-se o cilindro com uma solução altamente oxidante (por ex. composto de boro - Bórax ). Pela ação eletroquímica o alumínio fica coberto por uma finíssima camada de óxido de alumínio que é ótimo isolante e forma o dielétrico. A figura abaixo ilustra na prática as reações químicas envolvidas. Zn Al Solução altamente oxidante ( Bórax - composto de boro) Superfície metálica ( Al ) ou vidro. 43

44 O oxigênio do Bórax oxida as placas de Zinco e de Alumínio e forma-se o óxido de Alumínio, que é muito isolante-película de Al 2 O 3 (Óxido de Al). O zinco não tem finalidade capacitiva; serve, apenas, como elemento condutor. Os capacitores eletrolíticos por apresentarem o dielétrico como uma fina camada de óxido de alumínio e em uma das armaduras um fluído, constituem uma série de altos valores de capacitância, mas com valores limitados de tensão de isolação e terminais polarizados. 44

45 Os elétrons não podem passar diretamente através do dielétrico de umaplacadocapacitorparaaoutra.quandoumatensãoéaplicadaa um capacitor através de um circuito externo, a corrente flui para uma das placas, carregando-a, enquanto flui da outra placa, carregando-a, inversamente. Em outras palavras, quando a tensão que flui por um capacitor muda, o capacitor será carregado ou descarregado. 45

46 Exemplo: Capacitores Eletrolíticos 4,7 uf 85ºC 64V A leitura das especificações desse tipo de capacitor é fácil:a tensão máxima de operação, capacitância e temperatura de trabalho estão escritas no invólucro do componente! 46

47 Cuidado: Ao montar um circuito com esse tipo de capacitor, nunca inverta a polaridade marcada no componente. Faça sempre: positivo no positivo e negativo no negativo!! Exemplo: R R V I R R 47

48 Capacitância é a habilidade que o capacitor apresenta de armazenar energia na forma de um campo elétrico e é igual à quantidade de carga elétrica que pode ser armazenada num capacitor, dividida pela tensão aplicada às placas. Quando aplicamos uma tensão de 1 Volt (V) e o capacitor armazenar 1 Coulomb(C), teremos, então, uma capacitância de 1 Farad(F). A capacitância de um capacitor depende da área das placas condutoras, da distância entre as mesmas e da constante dielétrica ( ε ) do material isolante. Assim, para capacitores de placas paralelas, teremos: C = Q / V AB C = ε o A / d Onde A é a área de uma das placas, d é a distância entre placas e ε o é a constante dielétrica do ar ou vácuo, igual a8,85x10-12 (F/m) 48

49 Energia armazenada em um capacitor Vamos supor um capacitor de capacidade C sendo carregado eletricamente por um gerador. Como, da definição de capacidade (Q = CxV) e C é constante.

50 Aplicações Capacitores são utilizados com o fim de eliminar sinais indesejados, oferecendo um caminho mais fácil pelo qual a energia associada a esses sinais espúrios pode ser escoada, impedindo-a de invadir o circuito protegido. Nestas aplicações, normalmente quanto maior a capacitância melhor o efeito obtido e podem apresentar grandes tolerâncias. Já capacitores empregados em aplicações que requerem maior precisão, tais como os capacitores que determinam a freqüência de oscilação de um circuito, possuem tolerâncias menores.

51 Fatores que influenciam na capacitância A capacitância de um capacitor, é uma constante característica do componente, assim, ela vai depender de certos fatores próprios do capacitor. A área das armaduras, por exemplo, influi na capacitância, que é tanto maior quanto maior for o valor desta área. Em outras palavras, a capacitância C é proporcional à área A de cada armadura, ou seja: C A

52 A espessura do dielétrico é um outro fator que influi na capacitância. Verifica-se que quanto menor for a distância d entre as armaduras maior será a capacitância C do componente, isto é: C 1/d Este fato também é utilizado nos capacitores modernos, nos quais se usam dielétricos de grande poder de isolamento, com espessura bastante reduzida, de modo a obter grande capacitância.

53 Capacitância C = kε 0. A/d Onde: C: Capacitância kε 0 : Constante dielétrica d: Distância entre as superfícies condutoras A: Área dos condutores.

54 Rigidez e constantedielétrica Material Rigidez (kv/cm) Constante (k) Ar 30 1 Vidro ,8 Ebonite ,8 Mica ,4-8,7 Borracha Pura Óxido de alumínio - 8,4 Pentóxido de Tantalo - 26 Cera de abelha ,7 Parafina 600 3,5

55 Processosde Fabricação Os capacitores de filme metalizado são obtidos pela deposição de uma camada de material condutor, sobre um dos lados de uma película de material flexível isolante, em geral um filme plástico de baixas perdas dielétricas, por exemplo, poliéster. Isto feito, duas películas são enroladas uma sobre a outra, de maneira que as superfícies metalizadas não se toquem.. Conecta-se então um terminal a cada superfície metálica. O acabamento é feito com cera fundida, ou com resina epóxi, sobre o qual se faz a marcação dos valores.

56 Processosde Fabricação

57 Processos de Fabricação

58 Processosde Fabricação

59 Capacitores cerâmicos Apresentação

60 Capacitores de polipropileno Capacitores de poliéster Capacitores de policarbonato Apresentação

61 Apresentação Capacitores eletrolíticos (alumínio)

62 Apresentação Capacitores eletrolíticos (alumínio e tântalo)

63 Capacitoresajustáveis Uma categoria importante é a dos capacitores variáveis. Nestes dispositivos, pode-se controlar a área das superfícies condutoras submetidas ao campo elétrico, efetivamente controlando a capacitância.

64 Capacitor de sintonia Capacitoresajustáveis

65 Trimmers e Padders São capacitores variáveis com pequenas dimensões normalmente utilizados em rádios portáteis e em diversos dispositivos eletrônicos. Tem capacitâncias máximas em torno de 500 pf. São utilizados principalmente para o ajuste do valor correto da capacitância total de um circuito. Oajustepodeserobtido: Variando a distância entre as placas Variando o material do dielétrico. Variando a superfície das placas

66 Trimmers Trimmers

67 Capacitores Cerâmicos: Apresentam como dielétrico um material cerâmico que é revestido por uma camada de tinta, que contém elemento condutor formando as armaduras. O conjunto recebe um revestimento isolante. Geralmente são de baixa capacidade e frequentemente são utilizados em aparelhos de som, T.V., etc. 67

68 1ª Algarismo 2ª Algarismo 3ª N de zeros 4ª Tolerância 5ª Tensão PRÊTO % - MARROM VERMELHO V LARANJA AMARELO V VERDE AZUL V VIOLETA CINZA BRANCO % - No capacitor "A", as 3 primeiras cores são, laranja, laranja e laranja, correspondem a 33000, equivalendo a 3,3 nf. A cor branca, logo adiante, é referente a 10% de tolerância e o vermelho, representa a tensão, que é de 250 volts. 1º Algarismo 2º Algarismo N de zeros Tolerância Tensão Nominal 68

69 Código para capacitores cerâmicos Os valores de capacitância são indicados em pf.

70 Capacitores usando letras em seus valores. O desenho abaixo mostra capacitores que tem os seus valores impressos em nanofarad (nf). Quando aparece no capacitor uma letra "n" minúscula entre os números (3n3), significa que este capacitor é de 3,3nF. No exemplo, o "n" minúsculo é colocado ao meio dos números, apenas para economizar uma vírgula e evitar erro de interpretação de seu valor. nano Farad ( x10-9 ) ou ( 0, ) 70

71 A seguir, temos um capacitor onde o valor nominal é escrito na parte superior do seu corpo. Neste tipo de capacitor, podemos ter três formas diferentes de leitura da capacitância nominal: a) Quando o número é menor que 1. Quando estiver escrito o valor nominal k, devemos enxergar o k como sendo 1000 (10 3 ). Assim, o valor nominal do capacitor é de 6,8 nf. b) Quando o número é menor que Quando estiver escrito o valor nominal 104k, devemos enxergar o k como sendo 1(10 0 ). Assim, o valor nominal do capacitor é de 104 nf. 71

72 c) Quando o número é maior ou igual a Quando estiver escrito o valor nominal 2200 k, devemos enxergar o k comosendo0,001(10-3 ).Assim,ovalornominaldocapacitoréde2,2nF. Observação: A tensão de trabalho desse tipo de capacitor é geralmente 250V ou 400V e a temperatura máxima de trabalho fica em torno de 100ºC. Alguns fabricantes fazem capacitores com formatos e valores impressos como os apresentados abaixo. O nosso exemplo, de 3300pF, é o primeiro da fila. Note nos capacitores seguintes, envolvidos com uma linha azul, o aparecimento de uma letra maiúscula ao lado dos números. Esta letra refere-se a tolerância do capacitor, ou seja, o quanto que o capacitor pode variardeseuvaloremumatemperaturapadrãode 25 C. 72

73 A letra "J" significa que este capacitor pode variar até 5% de seu valor, a letra "K" = 10% ou "M" = 20%. A seguir, é mostrada uma tabela com os códigos de tolerâncias de capacitância. Até 10pF Código Acima de 10pF 0,1pF B 0,25pF C 0,5pF D 1,0pF F 1% G 2% H 3% J 5% K 10% M 20% S -50%-20% Z +80% -20% ou +100% -20% P +100% -0% 73

74 Agora, um pouco sobre coeficiente de temperatura "TC", que define a variação da capacitância dentro de uma determinada faixa de temperatura.o"tc"énormalmenteexpressoem%ouppm/ C ( partes por milhão / C ). É usado uma seqüência de letras ou letras e números para representar os coeficientes. Observe o desenho abaixo. Estes capacitores são de coeficiente de temperatura linear e definido, com alta estabilidade de capacitância e perdas mínimas, sendo recomendados para aplicação em circuitos ressonantes, filtros de RF, compensação de temperatura e acoplamento. 74

75 Na tabela a seguir estão mais alguns coeficientes de temperatura e as tolerâncias que são muito utilizadas por diversos fabricantes de capacitores. Código NPO N075 N150 N220 N330 N470 N750 N1500 N2200 N3300 N4700 N5250 P100 Coeficiente de temperatura -0 30ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C ppm/ C 75

76 Outra forma de representar os coeficientes de temperatura é mostrada abaixo. É usada em capacitores que se caracterizam pela alta capacitância por unidade de volume (dimensões reduzidas) devido à alta constante dielétrica. São recomendados para aplicação em desacoplamentos, acoplamentos e supressão de interferências em baixas tensões. Iniciais do fabricante Valor capacitivo Coeficiente de temperatura Os coeficientes são também representados com seqüências de letras e números como por exemplo: X7R, Y5F e Z5U. Para um capacitor Z5U, a faixa de operação é de +10 C que significa "Temperatura Mínima" e +85 C que significa "Temperatura Máxima" e uma variação de "Máxima de capacitância", dentro desses limites de temperatura, que não ultrapassa -56%, +22%. Veja as três tabelas a seguir para compreender este exemplo e entender outros coeficientes. 76

77 Temperatura Mínima X Y Z -55 C -30 C +10 C Temperatura Máxima Variação Máxima de Capacitância A 1.0% B 1.5% C 2.2% D 3.3% E 4.7% F 7.5% P 10% R 15% S 22% T -33%, +22% U -56%, +22% V -82%, +22% C C C C C 77

78 Indutores 78

79 Indutores Indutores, apresentam uma característica elétrica dominante que é simples. Apresenta uma proporcionalidade entre a variação da corrente entre seus terminais e a diferença de potencial elétrico nos mesmos. Possui, portanto, uma característica elétrica dominante com natureza de uma indutância. Um indutor é fundamentalmente um armazenador de energia sob a forma de um campo magnético.

80 Fabricação Indutores são produzidos enrolando um fio condutor, em geral sobre uma fôrma de material isolante que lhe dá suporte mecânico. Existem indutores construídos sem qualquer fôrma, por exemplo quando o próprio fio é suficientemente rígido, ou quando são enrolados diretamente sobre um núcleo magnético.

81 Indutores com núcleo de ar ( não magnético ) São componentes usados em frequências altas (rádiofrequências) ou em equipamento especial, em que se deseja evitar não-linearidades ou efeitos de temperatura associados com os núcleos magnéticos;

82 Indutores com núcleo ferromagnético São componentes adequados quando se quer indutância elevada, em frequências não muito altas. Para frequências de áudio ou menores usam-se normalmente núcleos laminados de ferro-silício ou análogos; para frequências acima dessa faixa recorre-se a núcleos sintetizados de ferrite.

83 Indutoresreais. Nos indutores reais, parte da energia fornecida é dissipada, por transformação em calor, por efeito da resistência dos fios ou das várias perdas no material do núcleo. Além disso, parte da energia pode ser armazenada sob forma eletrostática, nas capacitâncias associadas com a bobina. Assim sendo, o modelo de um indutor real incluirá uma ou mais resistências de perdas, que dão conta da energia dissipada, e uma capacitância parasitaria, que leva em conta o armazenamento da energia sob forma eletrostática.

84 Indutânciamútua A indutância mútua ocorre quando vários enrolamentos ou bobinas de fio condutor têm um fluxo de indução magnética em comum. Um dispositivo com indutância mútua entre várias bobinas é designado por transformador. Em técnica de medidas de alta freqüência um dispositivo com indutância mútua variável é chamado variômetro.

85 Transformadores Ao aplicarmos ao primário do transformador um sinal variável no tempo, este produzirá um fluxo variável, que por sua vez irá induzir uma tensão no secundário, cuja amplitude poderá ser maior, menor ou igual (tranformador de desacoplamento) ao sinal aplicado, dependendo unicamente da relação de espiras (transformador ideal).

86 O transformador ideal Onde: V 1 /V 2 = I 2 /I 1 = N 1 /N 2 V = tensão I = corrente N = número de espiras 1 = primário 2 = secundário

87 Transformador