Conceitos de elementos eletricos e componentes

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Conceitos básicos de elementos de elétrica e eletrônica

INTERAÇÃO ENTRE DOIS CORPOS COM CARGA

Cargas opostas se atraem

Cargas iguais se repelem

DDP – DIFERENÇA DE POTENCIAL 



O Potencial elétrico de um corpo depende diretamente do desequilíbrio elétrico existente neste corpo e quanto maior for o desequilíbrio elétrico, maior é o seu potencial elétrico.

A diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois corpos eletrizados também é denominada de TENSÃO ELÉTRICA.

DDP – DIFERENÇA DE POTENCIAL A

diferença de potencial (ddp) existe entre corpos eletrizados com cargas diferentes ou com o mesmo tipo de carga.

TENSÃO OU DDP  No

campo da eletrônica e da eletricidade utiliza-se quase exclusivamente a expressão tensão para indicar a ddp.

A

unidade de medida da tensão elétrica é o VOLT, o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827).

O

Sistema Internacional de Unidades (SI)

VOLTS padronizada no símbolo:

V

MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS

Para facilitar a escrita e a fala de valores altos ou pequenos, utilizamos de símbolos que permitem a omissão de três em três dígitos: Denominação

Símbol o

Valor com relação ao volt

megavolt

MV

106V ou 1000000V

Múltiplo

quilovolt

kV

103V ou 1000V

Unidade

volt

V

-

milivolt

mV

10-3V ou 0,001V

microvolt

V

10-6V ou 0,000001V

SubMúltiplo

Exemplos: • 1.000V = 1KV • 100V = 0,1KV • 10.000V = 10KV • 230.000.000V = 230MV • 0,005V = 5mV • 0,000.123V = 123uV

TIPO DE GERADOR DE CORRENTE ELÉTRICA  Tensão

Alternada  A energia elétrica produzida envolvida pelo “campo magnético” “ímã” é invertida periodicamente sua posição angular, ou seja, é negativa.

na espira gerado pelo conforme a positiva ou

GERADOR DE TENSÃO ELÉTRICA ALTERNADA  Exemplificação

do Gerador • Os ímãs no gerador de tensão pode: • Deslocar um certo número de elétrons entre os pólos dos ímãs. • Produz a força eletromotriz (ou fem), gerado quando a espira corta as linhas do campo eletromagnético do ímã

No gerador o movimento da hélice faz o eixo girar movimentando um grande imã dentro de bobinas eletricamente ligadas. As bobinas irão absorver o campo magnético e impulsionar os elétrons pelos fios condutores. A energia nos terminais das bobinas variam em função da posição angular (que é dependente do tempo pois o eixo gira) é chamada de Corrente Alternada “CA” (Alternating Current).

Vca ou Vac • Tensão Alternada

Símbolo elétrico para o gerador de tensão alternada

Outro modelo de Gerador de “Tensão Alternada”: • neste caso existem dois enrolamentos cada um separado e enrolados sob um “núcleo de ferro” distinto • entre os enrolamentos um “ímã” fixado a um eixo para movimentá-lo

GERADORES DE TENSÃO ELÉTRICA CONTÍNUA  Pilha



A primeira pilha foi criada por ALESSANDRO GIUSEPPE ANTONO ANASTASIO VOLTA em 1800. Ele empilhou discos alternados de zinco e cobre, separandoos por pedaços de tecidos embebidos em solução de ácido sulfúrico. Essa montagem passou a ser chamada de “Pilha de Volta”.

• Físico • Químico

Pilha de Volta • criado por Alessandro Volta (1800)

• Zinco • Feltro com Ácido Sulfúrico • Cobre

GERADORES DE TENSÃO ELÉTRICA CONTÍNUA  Reação

na Pilha A reação química dos elementos dentro da bateria produz os elétrons. Uma vez conectado o fio, a reação quimica interna na pilha começa:

GERADORES DE TENSÃO ELÉTRICA CONTÍNUA A Pilha tem dois “terminais” feitos de material condutor elétrico. Por ser um gerador de Tensão Contínua, possui “Polaridade”:

Símbolo elétrico do gerador de tensão contínua:

Símbolo elétrico do gerador de tensão contínua: Terminal Positivo

Terminal Negativo

Terminal Positivo

Terminal Negativo

CORRENTE ELÉTRICA O

deslocamento de cargas elétricas entre dois pontos onde existe ddp é denominado de corrente elétrica.

A

unidade de medida da corrente elétrica é o ampère, desenvolvido pelo cientista francês André Marie Ampère (1775 – 1836).

O

Sistema Internacional de Unidades (SI) padronizada no símbolo:

MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS oCorrente Elétrica Denominação

Símbolo

Múltiplo

Quiloampère

kA

Unidade

Ampère

A

Miliampère

mA

Microampère

A

Nanoampère

nA

Submúltiplos

CORRENTE CONTÍNUA o Quando o movimento de cargas elétricas formadas por elétrons ocorre sempre em um sentido e com tensão constante, a corrente elétrica é chamada de corrente contínua e é representada pela sigla CC.

CORRENTE ALTERNADA o Quando o movimento de cargas elétricas formadas por elétrons ocorre de forma alternada a medida que o tempo passa, e a corrente elétrica é chamada de corrente alternada e é representada pela sigla CA.

RESISTÊNCIA ELÉTRICA  Resistência

elétrica é :  a oposição que um material apresenta ao fluxo de corrente elétrica quanto a sua passagem.

A

unidade de medida da resistência elétrica é o OHM(Ω), desenvolvido pelo físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854), que determinou leis à resistência elétrica dos condutores.

Ω

MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS

o Resistência Elétrica Denominação

Símbolo

Valor com relação ao Resistência

MegaOhm

MΩ

106Ωou 1000000Ω

QuiloOhm

kΩ

103Ω ou 1000Ω

OHM

Ω

-

Múltiplo

Unidade

LEI DE OHM • Através de estudos sobre a conseqüência da aplicação da tensão elétrica sobre a geração da corrente elétrica, determinou a 1º Lei de Ohm, que matematicamente, é representada pela seguinte equação: R= V I R é a resistência elétrica expressa em ; V é a tensão elétrica; I é a corrente elétrica.

LEI DE OHM • Da variação desta equação é possível definir: – Tensão Elétrica de um circuito

V= R.I – Corrente Elétrica de um circuito

I= V R – Potência Elétrica de um circuito

P= R.I2

ou

P= V2 R

RESISTOR o É um componente eletrônico que tem a propriedade da resistência elétrica .

o Servem para limitar a corrente elétrica e, conseqüentemente, reduzir ou dividir tensões elétricas.

REPRESENTAÇÃO DO RESISTOR Representação de acordo com norma ABNT do resistor.

OU

RESISTOR o O Componente é formado por um corpo cilíndrico de cerâmica sobre o qual é depositada uma camada espiralada de material ou filme resistivo (carbono) , os anéis coloridos, pintados em seu corpo determinam o valor da resistência nominal do componente e a tolerância do resistor .

CÓDIGO DE CORES PARA RESISTORES Resistor com 4 anéis

1º anel colorido: representa o primeiro algarismo que formará o valor do resistor, não pode ter cor preta. 2º anel colorido: representa o segundo algarismo que forma o valor do resistor. 3º anel colorido: representa o fator multiplicativo, ou seja, a quantidade de zeros que seguem os dois primeiros algarismos, não pode ter as cores violeta, cinza e branca. 4º anel colorido: representa a tolerância do resistor.

CÓDIGO DE CORES PARA RESISTORES FIXOS

1a faixa 1o dígito

2a faixa 2o dígito

3a faixa Multiplicador

4a faixa Tolerância

Cor

Dígito

Cor

Dígito

Cor

Dígito

Cor

Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Prata Ouro

1 10 100 1000 10000 100000 1000000 0,01 0,1

Prata Ouro Sem-faixa

Dígito  10%  5%  20%

Disposição de montagem de componentes Os componentes podem ser montados de dois formatos: PTH Pin Through Hole (terminal passando por um furo) Terminal passa por um furo na placa de circuito.

SMD Surface Mount Device (montagem do componente em superfície) O Terminal do componente fica fixo e soldado em uma única face da placa de circuito SMT Surface Mounting Technology

RESISTOR SMD

o Os resistores SMD para montagem em superfície da tecnologia SMD (Surface Mounting Devices) possuem um código de 3 dígitos:

RESISTOR SMD

A potência determina o tamanho do componente:

RESISTORES AJUSTÁVEIS o São resistores cujo valor de resistência pode ser ajustado, dentro de uma faixa pré-definida. o A constituição física dos resistores ajustáveis não é preparada para suportar trocas de valor freqüentes. Este tipo de componente é utilizado em pontos de um circuito onde o ajuste é feito uma vez e não é mais alterado.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o SIMBOLOGIA

RESISTORES AJUSTÁVEIS DE FIO o Os resistores ajustáveis de fio trabalham com correntes elevadas e por isto dissipam grande quantidade de calor. o É um resistor de fio ao qual foi acrescentado um terceiro terminal, denominado de cursor, que desliza em contato elétrico com as espiras de fio que constituem o resistor podendo ser fixado na posição desejada dentro do valor determinado entre as duas pontas dos terminais

RESISTORES AJUSTÁVEIS – TRIMPOT o Os Trimpot são resistores ajustáveis que trabalham com baixa corrente.

RESISTORES AJUSTÁVEIS – TRIMPOT o O Trimpot assim com o resistor ajustável de fio apresenta o cursor, que pode ser ajustado para posição desejada dentro do valor determinado entre as duas pontas dos terminais

Cursor

RESISTORES AJUSTÁVEIS o São resistores com derivação, denominados de POTENCIÔMETROS, que permite a variação do valor resistivo pelo movimento de um eixo

o Os potenciômetros são usados nos equipamentos para permitir a mudança na variação da resistência no circuito.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o O potenciômetro é uma resistência que pode ser ajusta por intermédio de um cursor, o qual está em contato com uma resistência ligada a dois terminais. O cursor tem sua saída ligada ao Terminal Cursor. O Contato móvel do Potenciômetro se desloca do valor zero (ou resistência mínima) ao valor máximo.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o SIMBOLOGIA

RESISTORES AJUSTÁVEIS o O potenciômetro do tipo linear: − A variação da resistência é proporcional ao movimento do eixo.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o O potenciômetro do tipo logarítmico ou angular: − A variação da resistência “em curva”, e então, dá a sensação de “menos precisão” ao movimentar o eixo.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o Materiais utilizados potenciômetro: • Fio

• Carbono (Carvão)

para

confecção

do

RESISTORES AJUSTÁVEIS o Potenciômetro de Fio: − São construídos com fio de uma liga de níquel-cromo, fixada sobre uma base cerâmica e um elemento cursor de metal que desliza sobre as espiras de fio, conferindo a mudança de resistência a cada passo. − Podem ser encontrados em potências entre 4 a 50W, porém alguns modelos chegam a milhares de watts. − São do tipo linear.

RESISTORES AJUSTÁVEIS o Potenciômetro de Carbono ou Carvão: − Os potenciômetros de carbono ou carvão são construídos depositando-se sobre uma base isolante uma fina camada de carvão, ou trilha. O cursor feito de material condutor (metal) desliza sobre a trilha de carbono proporcionando a variação da resistência entre seu terminal (terminal do cursor) e um dos terminais fixos. − São de baixa potência. − Podem ser do tipo linear ou logarítmico.

Transistor Bipolar O Transístor Bipolar foi inventado nos Laboratórios da Bell Telephone em 1947 por: John Bardeen Walter Houser Brattain Componente constituído de três terminais produzidos em uma pastilha de silício com materiais modificados através de processo de dopagem.

Modelos de Transistores

Modelos de Transistores

O Transistor Bipolar pode estar polarizado para operar em um de dois modos: a) Para Sistemas Digitais é polarizado para comporta-se como uma chave, portanto pode estar em um de dois estados: - Chave Aberta - Chave Fechada b) Amplificador de sinais.