Resistência elétrica e Protoboard

Resistência elétrica e Protoboard 1. A resistência elétrica A resistência elétrica é um componente eletrónico que oferece uma oposição à passagem da corrente elétrica. Este componente tem diversas aplicações na eletrónica, nomeadamente em circuitos limitadores de corrente, filtragem, carga, atenuação, polarização, divisores de tensão, entre outros. Figura 1. Simbologia da resistência elétrica. Como podemos determinar o valor óhmico de uma resistência? O valor óhmico de uma resistência pode ser medido através do multímetro, ou poderá ser calculado através de uma medição indireta. Figura 4. Medição de resistência com o multímetro. Código de cores das resistências Dependendo do tipo de resistência, o seu valor óhmico poderá estar inscrito no seu corpo ou poderá ser calculado através do código de cores. O código de cores é interpretado através de uma das Tabelas seguintes segundo o número de anéis que a resistência tem: Tabela 1. Código de cores para resistências com 4 anéis de cores. Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, pauladomingues47@gmail.com 210 1 COR 1º E 2º ALGARISMO MULTIPLICADOR TOLERÂNCIA Preto 0 x1 Figura 2. Resistência elétrica. Castanho 1 x10 Vermelho 2 x100 Laranja 3 x1000 Amarelo 4 x10 000 Verde 5 x100 000 Azul 6 x1 000 000 Figura 3. Resistências integradas. Podemos encontrar no mercado resistências de carvão, grafite, ligas de metais, cerâmicas ou bobinadas. A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm (Ω) e é comum, em circuitos eletrónicos, utilizarmos resistências que poderão ter valores na ordem dos ohms até aos MΩ. Violeta 7 x10 000 000 Cinzento 8 ----- Branco 9 ----- Dourado ----- x0,1 (*) ± 5% Prateado ----- x0,01 (*) ± 10% Sem cor ----- ----- ± 20% Nota: O valor obtido vem expresso em ohm (Ω) (*) 3º anel dourado R <10 Ω; 3º anel prateado R<1Ω

Tabela 2. Código de cores para resistências com 4 anéis de cores. Deve iniciar-se a leitura pelo anel mais fino Esta resistência tem 4 anéis de cores, o que significa que não é uma resistência de precisão. De acordo com a Tabela de cores 1 podemos concluir que o seu valor óhmico é de: COR 1º, 2º E 3º ALGARISMO MULTIPLICADOR TOLERÂNCIA COEFICIENTE DE TEMPERATURA (x10-6 /ºC) 52 000 000 Ω ± 10% = 52 MΩ ± 10% (1) Podemos calcular o valor da tolerância: Preto 0 x1 200 Castanho 1 x10 ± 1% 1000 Vermelho 2 x100 ± 2% 50 Laranja 3 x1000 25 Amarelo 4 x10 000 15 Verde 5 x100 000 ± 0,5% Azul 6 x1 000 000 ± 0,25% 10 Tolerância = 52 000 000 x10 = 52 000 000 Ω 100 = 5200 kω = 5,2 MΩ (2) O que significa que esta resistência tem um valor óhmico de 52 MΩ ± 5,2 MΩ. b) Violeta 7 x10 000 000 ± 0,1% 5 Cinzento 8 ----- 1 Branco 9 ----- Dourado ----- x0,1 Prateado ----- x0,01 210 2 Nota: O valor obtido vem expresso em Ohm (Ω) Tabela 3. Valores comerciais das resistências. VALORES COMERCIAIS DAS RESISTÊNCIAS Série E6 (tolerância de 20%) 10 15 22 33 47 68 Série E12 (tolerância de 10%) 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 Esta resistência tem 6 anéis de cores, o que significa que se trata de uma resistência de precisão. De acordo com a Tabela de cores 2, podemos concluir que o seu valor óhmico é de: Série E24 (tolerância de 5%) 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 Podemos calcular o valor da tolerância: (3) As resistências de filme metálico, denominadas resistências de precisão têm um sexto anel de cores que representa o coeficiente de temperatura, conforme a Tabela 2. Vejamos alguns exemplos práticos. É proposto determinar o valor óhmico das seguintes resistências: a) Tolerância = 643 x 2 =12,86 Ω 100 (4) O que significa que esta resistência tem um valor óhmico de 643 Ω ± 12,86 Ω, com uma variação por cada grau centígrado. Valor standard das resistências As resistências são fabricadas e comercializadas em valores standard, de acordo com a Tabela 3. Os valores apresentados na Tabela são apenas os valores de base. Os valores nominais são fornecidos em múltiplos e submúltiplos (de base 10). Consideremos, por exemplo, a série E6, o número de base 10.

Serão comercializados os valores standard 0,01Ω; 0,1 Ω; 1 Ω; 10 Ω; 100 Ω; 1 kω; 10 kω; 100 kω; 1 MΩ; 10 MΩ; 100 MΩ. Código alfanumérico da resistência Frequentemente, o valor óhmico da resistência é dado com base no código alfanumérico das resistências: No lugar da vírgula serão colocadas as letras: R, se o valor da resistência vier em Ω; K, se o valor da resistência vier em kω; M, se o valor da resistência vier em MΩ. Tabela 4. Código alfanumérico das resistências. VALORES COMERCIAIS DAS RESISTÊNCIAS Série E6 (tolerância de 20%) 10 15 22 33 47 68 Série E12 (tolerância de 10%) 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 Série E24 (tolerância de 5%) 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 Observe alguns exemplos práticos na Tabela 4. Figura 7. Resistências de potência. Figura 5. Código alfanumérico das resistências. Potência de dissipação das resistências Quando uma resistência elétrica é atravessada por uma corrente elétrica é dissipada energia sob a forma de calor. O calor é libertado através do corpo da resistência. A potência máxima de dissipação de uma resistência está dependente do tamanho da mesma. Quando é aplicada a uma resistência, uma potência superior àquela que o seu corpo consegue dissipar, esta vai entrar em sobreaquecimento e, dependendo da quantidade de energia aplicada, poderá queimar. Figura 8. Resistências de grande potência. Associação de resistências Nem sempre é possível obter o valor óhmico que pretendemos. Para tal, é possível associar resistências em série, em paralelo ou em associação mista. 210 3 Associação de resistências em série Duas ou mais resistências estão ligadas em série quando a intensidade de corrente elétrica que as percorre é a mesma. Figura 9. Associação de resistências em série. Numa associação em série, podemos calcular a resistência total do circuito: Figura 6. Potência de dissipação da resistência. = R 1 + R 2 + R 3 +...R n (5)

Consideremos o exemplo seguinte: Considere o seguinte exemplo: a. De que forma estão ligadas as resistências no circuito? Estão ligadas em série. b. Calcule a resistência total do circuito. = R 1 + R 2 + R 3 = 820 + 910 + 2400 = 4130 Ω c. Vamos comparar os cálculos realizados com a medição no circuito: a. De que forma estão ligadas as resistências no circuito? Estão ligadas em paralelo. b. Calcule a resistência total do circuito. 1 1 1 = = R 1 R 2 1 1 1 = + 470 1000 1 = 0,00313 = 319 Ω ou 210 4 Numa associação de resistências em série, a corrente elétrica que percorre cada uma das resistências é a mesma. Assim: Aplicando a Lei de Ohm: I = U R I T = I R1 + I R2 = I R3 = R 1 x R 2 R 1 + R 2 = 470 x 1000 470 x 1000 = 319,7 Ω c. Vamos comparar os cálculos realizados com a medição no circuito: I = 12 V 4130 Ω = 0,0029 A = 2,9 ma (6) Associação de resistências em paralelo Duas ou mais resistências estão ligadas em paralelo quando se encontram submetidas à mesma tensão elétrica. Numa associação em paralelo, podemos calcular a resistência total do circuito: 1 1 1 = = +... + 1 (7) R 1 R 2 R n 2. Potenciómetro O potenciómetro é um componente eletrónico, cuja resistência elétrica não é constante. Constituídos por um fio bobinado ou

carvão, os potenciómetros podem ser ajustáveis ou variáveis. Potenciómetro variável versus Potenciómetro ajustável Ambos funcionam da mesma forma, no entanto, o potenciómetro variável é indicado para utilizações mais frequentes (por exemplo, na regulação do som num rádio), enquanto o potenciómetro ajustável é indicado para ajustes pontuais (por exemplo, no ajuste de uma determinada frequência num filtro). Como funciona um potenciómetro? O potenciómetro tem 3 terminais como mostra a Figura 14. O potenciómetro pode ser ligado de várias formas: 1. Ligando apenas os terminais 1 e 3, obtemos uma resistência fixa. Figura 10. Potenciómetro variável. Figura 15. Terminais 1 e 3: resistência fixa. 2. Ligando apenas os terminais 1 e 2 ou os terminais 2 e 3, obtemos uma resistência variável. Figura 11. Potenciómetro ajustável. 210 5 Figura 16. Terminais 2 e 1, ou terminais 2 e 3 - resistência variável. Figura 12. Aplicação do potenciómetro variável. 3. Ligando os três terminais 1, 2 e 3 obtemos o funcionamento como potenciómetro. Figura 13. Aplicação do potenciómetro ajustável. Figura 17. Terminais 1, 2 e 3 Potenciómetro. Figura 14. Terminais do potenciómetro. Tipos de potenciómetros, relativamente à variação da resistência: Lineares (A); Logarítmicos (B); Antilogarítmicos (C); Logarítmico, lento (T); Logarítmico rápido (F); Semilogarítmico (S).

Código alfanumérico do potenciómetro Os potenciómetros podem ter escrito no seu corpo um código alfanumérico semelhante ao código utilizado nas resistências fixas, em que as letras R, K e M são colocadas no lugar da vírgula, ou poderão ter um código numérico, composto por 3 algarismos, no qual o terceiro algarismo nos indica o número de zeros. a) b) d) e) a) Alimentação: interligadas na vertical; b) Área de trabalho: interligadas na horizontal; c) Alvéolos para encaixe dos componentes na protoboard; d) Alimentação: interligadas na vertical; e) Divisor Central. c) Tabela 5. Código alfanumérico do potenciómetro. CÓDIGO ESCRITO NO CORPO DO POTENCIÓMETRO VALOR OHMICO DO POTENCIÓMETRO 374 37 000 Ω Figura 19. Constituição da protoboard. 402 4 000 Ω 103 10 000 Ω 210 6 3. Protoboard A Protoboard pode também designar-se por Breadboard (termo inglês) ou matriz de contacto. Este é um dos elementos mais utilizados e úteis na eletrónica quando queremos testar circuitos eletrónicos sem ter que os soldar. A protoboard é constituída por uma matriz de contactos, conforme mostra a Figura 18: Figura 20. Vários modelos de protoboard. De cada um dos lados da placa existem geralmente duas linhas longas, usadas para a alimentação do circuito. Existem, no mercado, protoboards de vários tamanhos. A protoboard é classificada segundo o número de pontos de ligação, sendo comum 400 a 6000 pontos de ligação e suporta, geralmente, uma corrente elétrica entre 1 A a 3 A. Como fazer ligações numa protoboard 1. Utilize as linhas de alimentação, designadas por + e para ligação da bateria ou da fonte de alimentação; 2. Utilize condutores para distribuir a alimentação pela placa; 3. Sempre que for necessário, utilize condutores para conduzir a corrente elétrica no circuito. Figura 18. Protoboard. Como é constituída a protoboard Os terminais dos condutores e componentes são inseridos nos orifícios da placa, obedecendo a algumas regras de forma a estabelecer as ligações pretendidas. Os pontos de ligação formam linhas verticais e horizontais. A protoboard tem, geralmente, um divisor central que nos permite inserir corretamente os Circuitos Integrados (CI), sem que os terminais fiquem em curto-circuito. Figura 21. Ligação da alimentação do circuito à protoboard. Figura 22. Distribuição da alimentação pela protoboard. Figura 23. Utilização de condutores na protoboard.