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Conceitos básicos sobre Eletrônica: Resistores e Capacitores

Resistores



 São componentes eletrônicos que tem como função resistir à passagem da corrente elétrica. E essa limitação, acontece por meio do calor, devido ao Efeito Joule. Tem como símbolo:

Esses dispositivos estão presentes em aparelhos como chuveiros, televisores, computadores, aquecedores, ferro de passar roupa, rádios, lâmpadas incandescentes, dentre outros. Na foto abaixo, por exemplo, temos uma resistência de chuveiro:

Há dois tipos de resistores, fixos e variáveis. Os resistores fixos são constituídos de filme carbono, filme metálico, fio de precisão, dentre outros.
Os resistores variáveis podem ser ajustados manualmente. São exemplos potenciômetros, LDR (light depend resistor), PTC (coeficiente de temperatura positivo), NTC (coeficiente de temperatura negativo), Magnetorresistores, reostato, dentre outros.

Código de Cores dos Resistores



 O valor da resistência elétrica pode vir impresso no corpo do resistor ou indicado por meio de faixas coloridas. Essas faixas correspondem a um código que permite determinar o valor da resistência do resistor.
Esse código de cores obedece à seguinte ordem numérica:

COR
Preto
Marrom
Vermelho
Laranja
Amarelo
Verde
Azul
Violeta
Cinza
Branco
ALGARISMO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

A leitura dessas faixas deve ser feita sempre da extremidade para o centro, obedecendo ao seguinte critério:

 1ª faixa: (a mais próxima da extremidade) indica o primeiro algarismo do valor da resistência
2ª faixa: indica o segundo algarismo do valor da resistência
3ª faixa: indica o número de zeros que devem ser acrescentados aos dois algarismos anteriores.
Pode ainda existir uma 4ª faixa para indicar a imprecisão ou tolerância do valor da resistência

Nesse caso:

1. Se a 4ª faixa for prateada, indica que a imprecisão é de 10%
2. Se for dourada, indica que a imprecisão é de 5%
3. Caso não exista a 4ª faixa, pressupõe-se uma tolerância de 20% no valor da resistência, para mais ou para menos.

Veja um exemplo:
O valor da resistência é R = 2.700.000 Ω, com uma tolerância de 5% para mais ou para menos.

Leis de OHM


As Leis de Ohm, postuladas pelo físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854) em 1827, determinam a resistência elétrica dos condutores.

A Primeira Lei de Ohm postula que um condutor ôhmico (resistência constante) mantido à temperatura constante, a intensidade (i) de corrente elétrica será proporcional à diferença de potencial (ddp) aplicada entre suas extremidades.
Ou seja, sua resistência elétrica é constante. Ela é representada pela seguinte fórmula:                                                      ou
Onde:
R: resistência, medida em Ohm (Ω)
U: diferença de potencial elétrico (ddp), medido em Volts (V)
I: intensidade da corrente elétrica, medida em Ampére (A).

A Segunda Lei de Ohm estabelece que a resistência elétrica de um material é diretamente proporcional ao seu comprimento, inversamente proporcional à sua área de secção transversal.
Além disso, ela depende do material do qual é constituído.
É representada pela seguinte fórmula:

Onde:
R: resistência (Ω)
ρ: resistividade do condutor (depende do material e de sua temperatura, medida em Ω.m)​
L: comprimento (m)
A: área de secção transversal (mm2)


Associação de resistores


Série
Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta é mantida por toda a extensão do circuito. Já a diferença de potencial entre cada resistor irá variar conforme a resistência deste, para que seja obedecida a 1ª Lei de Ohm
já que a tensão total e a intensidade da corrente são mantidas, é possível concluir que a resistência total é:
Paralelo

Os resistores estão sujeitos à mesma diferença de potencial (ddp), mas são percorridos por correntes elétricas diferentes, que são proporcionais ao valor de cada um.

Tensões iguais: V = V1 = V2 = V3 = V4 ...
Corrente no resistor equivalente é igual à soma das correntes dos resistores: i = i1 + i2 + i3 + i4 ..
A equação que calcula a corrente em um ponto do circuito é: i = V / R , logo
V / Req = (V1 / R1) + (V2 / R2) + (V3 / R3) + (V4 / R4) ..
A resistência total, corresponde a multiplicação das resistências sobre a soma delas, por exemplo:
Req = (R1.R2.R3) /( R1+R2+R3)

  Mista 

 Em um mesmo circuito podem ser encontrados resistores em série e resistores em paralelo. Para calcular a resistência total do circuito, deve-se primeiro calcular a resistência equivalente dos resistores em paralelo, e em posse desse valor, considerá-lo como se fosse mais um resistor em série.

EXERCÍCIO

1ª) Calcule a resistência elétrica de um resistor que apresenta 10 A de intensidade de corrente elétrica e 200 V de diferença de potencial (ddp).

Segundo a Primeira Lei de Ohm, a resistência é calculada pela seguinte expressão:
R = U/I
Sendo,
U = 200V
I = 10A
R = 200/10
R = 20 Ω
Logo, a resistência é de 20 Ω.

Capacitores


É um dispositivo elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e tem como símbolo: 

Ele possui dois terminais que são conectados interiormente por placas metálicas, geralmente de alumínio, e separados por um material dielétrico (cerâmica, mica, porcelana, e até ar).
Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado.


Tipos:
1- Capacitor Eletrolítico
  • é composto por duas folhas de alumínio, separadas por uma camada de óxido de alumínio, enroladas e embebidas em um eletrólito líquido;
  • possui polaridade, ou seja, um jeito correto de coloca-lo em qualquer circuito (terminal maior o positivo), caso ele seja polarizado da maneira incorreta, o capacitor entra em processo de curto circuito;
  •  é encontrado em fontes de tensão.
2- Capacitor de Poliéster
  • formado por várias camadas de poliéster e alumínio;
  • tem uma capacidade de autorregeneração,no caso de dano entre as camadas (por pulsos de tensão acima do especificado, por exemplo), o material metálico que está sobre a folha de poliéster evapora, por ser muito fino, evitando um curto circuito.
3- Capacitor Cerâmico
  • um dos modelos mais conhecidos e usados;
  • consiste em um disco de cerâmica (material dielétrico), com duas fitas metálicas em cada uma das suas faces;
  • são usados para circuitos de alta frequência e corrente contínua, e armazenam pequenas quantidades de cargas elétricas;
  • são encontrados em televisões, rádios, flash de câmeras, roteadores etc.
4- Capacitor de Tântalo
  • seu material dielétrico é o Óxido de Tântalo;
  • tem baixa corrente de fuga, e uma vida útil geralmente maior do que de outros eletrolíticos;
  • possui polaridade.
5- Capacitor de Mica
  • composto por placas que são de prata, e estas envolvem a folha de mica;
  • altamente estável quanto à temperatura e possui baixa perda de carga;
  • muito usado sem circuitos osciladores e circuitos ressonantes.
6- Capacitor SMD
  • o material dielétrico destes capacitores pode ser de cerâmica, tântalo, entre outros;
  • ele não possui terminais, este componente é de montagem em superfície.
7- Capacitor variável
  • são usados em circuitos sintonizados, como a sintonia de um rádio;
  • o material dielétrico geralmente é o ar, e as placas são de alumínio ou latão;
  • não são indicados para trabalhar em altas potencias e tensões elevadas.
8- Capacitor a Óleo e Papel
  • não são mais fabricados, e por isso são verdadeiras raridades;
  • sua composição era de fitas de alumínio enroladas em um papel embebido por óleo.


Capacitância

A capacitância de um capacitor pode ser calculada pela razão da carga do capacitor acumulado pela sua diferença de potência elétrico (ddp) entre suas armaduras.


Sendo expressa por:



C=Q/V

 Onde:
  • Q -> carga do capacitor armazenada, no SI dada por Coulomb(C)
  • V -> Diferença de potencial elétrico, no SI dado por Volts(V)
A Razão Coulomb/Volt é denominada de Faraday.
Então;
1 Coulomb/volt= 1 Faraday
Os capacitores podem ser associados visando uma capacitância específica. As associações podem ser de três formas específicas; Série, paralela, mista

Em série
Em série, a carga Q se mantém constante. Com isso, podemos expressar a diferença de potencial, U, da seguinte forma:

U1=Q/C1
U2=Q/C2
U3=Q/C3

Então: U=U1+U2+U3, e a capacitância equivalente (Ceq) é dada por
1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3  +.... 1/Cn

Paralelo

Em paralelo, a diferença de potencial, U, se mantem constante. Com isso, podemos expressar a carga de cada capacitor da seguinte forma:


Q1=C1.V
Q2=C2.V
Q3=C3.V

Então: Q=Q1+Q2+Q3, e a capacitância equivalente (Ceq) é dada por:
Ceq=C1+C2+C3 ...Cn


Mista

Nessa associação, é encontrado tantos capacitores em série quanto o paralelo.






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