apostila de eletronica pc hard1

7/22/2019 Apostila de Eletronica PC Hard1

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PC HARD INFORMTICA LTDAComrcio de equipamentos e suprimentos de informticaTreinamento e assessoria em microinformticaInstalao e manuteno de microcomputadores e redes locais

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Conceitos Bsicos de Eletricidade

Carga EltricaUm corpo tem carga negativa se nele h um excesso de eltrons e positiva se h faltade eltrons em relao ao nmero de prtons.

A quantidade de carga eltrica de um corpo determinada pela diferena entre onmero de prtons e o nmero de eltrons que um corpo contm. O smbolo da cargaeltrica de um corpo Q, expresso pela unidade coulomb (C). A carga de um coulombnegativo significa que o corpo contm uma carga de 6,25 x 10 18 mais eltrons do queprtons.

Diferena de Potencial

Graas fora do seu campo eletrosttico, uma carga pode realizar trabalho ao deslogaroutra carga por atrao ou repulso. Essa capacidade de realizar trabalho chamadapotencial. Quando uma carga for diferente da outra, haver entre elas uma diferena depotencial(E).

A soma das diferenas de potencial de todas as cargas de um campo eletrosttico conhecida como fora eletromotriz.

A diferena de potencial (ou tenso) tem como unidade fundamental o volt(V).

Corrente Eltrica

A corrente eltrica pode ser considerada um jato de eltrons que circula por um condutorquando entre suas extremidades houver uma diferena de potencial. Esta diferena depotencial chama-se tenso. A facilidade ou dificuldade com que a corrente eltricaatravessa um condutor conhecida como resistncia. Esses trns conceitos: corrente,tenso e resistnca, esto relacionados entre si, de tal maneira que, conhecendo doisdeles, pode-se calcular o terceiro.Os eltrons e, a corrente eltrica no so visveis, mas podemos comprovar suaexistncia conectando, por exemplo, uma lmpada a uma bateria. Entre os polos abateria e o filamento da lmpada existe uma diferena de potencial e, portanto, almpada se ilumina.

A relao existente entre a corrente, a tenso e a resistncia denomina-se Lei de Ohm:Para que circule uma corrente em uma resistncia, h de se aplicar uma tenso em suasextremidades.

O conhecimento desta lei e o saber como aplic-la so os primeiros passos para entrarno mundo da eletricidade e da eletrnica.

Antes de se comear a realizar clculos, h que se conhecer as unidades de medida. Atenso medida em Volts (V), a corrente medida em Amperes (A) e a resistncia emOhms (W)

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Unidades Bsicas

Smbolo UnidadeA ampre (unidade de corrente)V volt (unidade e voltagem)W watt (unidade de potncia)Ohm Ohm (unidade de resistncia)H henry (unidade de indutncia)F farad (unidade de capacitncia)Hz hertz (unidade de freqncia)

Prefixos para indicar fraes ou mltiplos de unidades

Smbolo Frao/Mltiplop pico (1 trilionsimo)n nano (1 bilionsimo) micro (1 milionsimo)m mili (1 milsimo)k kilo (1 milhar)M mega (1 milho)G giga (1 bilho)

Frmulas teis:

Correntes e Tenses Contnuas e Alternadas

A corrente contnua (CC ou DC) aquela que passa atravs de um condutor ou de umcircuito num s sentido. Isso se deve ao fato de suas fontes de tenso (pilhas,baterias,...) manterem a mesma polaridade de tenso de sada.




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_______________________________________________________________________Uma fonte de tenso alternada alterna a polaridade constantemente com o tempo.Conseqentemente a corrente tambm muda de sentido peridicamente. A linha detenso usada na maioria das residncias de tenso alternada .

Tenso Alternada.

A tenso alternada, denomina normalmente de tenso CA, difere da tensocontnua porque troca de polaridade constantemente. Provocando nos circuitos um fluxode corrente ora em um sentido, ora em outro.

Uma fonte de tenso alternada alterna a polaridade constantemente com o tempo.

Caracterstica detenso alternada.

A condiofundamental para queuma determinadatenso eltrica sejaconsiderada comotenso alternada que a sua polaridadeno seja constante.Os diversos tipos detenso em CA podem

ser distinguidosatravs de quatrocaractersticas :

Forma de onda Ciclo Perodo Freqncia

Formas de onda.

Existem tenses alternadas com diversos tipo de onda.

Ciclo.




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_______________________________________________________________________ uma variao completa da forma de onda. O ciclo ,

em resumo, uma parte da forma de onda `que se repetesucessivamente.

Perodo.

Perodo a designao empregada para definir otempo necessrio para que se realize um ciclo completo deuma corrente alternada.

Perodo: tempo de realizao de 1 ciclo completo.O perodo representado pela notao T e sua

unidade de medida o segundos(S).

Freqncia.

A freqncia nmero de ciclos de uma correntealternada que ocorrem em 1 segundo. indicado pela letra fe sua unidade o Hertz (Hz).

Freqncia: nmero de ciclos completos realizados em1 segundo.

Tenso alternada senoidal.

A tenso alternada senoidal a mais importante dastenses CA, tendo uma vista que toda a distribuio de

energia eltrica para os consumidores (residncia, indstria,comrcio,...) feita atravs deste tipo de corrente alternada.Isto significa que todos os aparelhos ligados rede eltricaso alimentados por corrente alternada senoidal.




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Resistores

Resistores de Filme

Alguns fabricantes de resistoresadotaram uma codificao especialpara informar valores nos novosresistores de filme. No desenho abaixo,os resistores apresentam trs faixas decores para leitura do seu valor hmicoe mais uma para indicar a tolerncia. A cor que pintada o corpo do componente, serefere ao tipo de resistor de filme. Note que um dos resistores, que de preciso,tem 5 faixas para identificar o seu valor e mais uma faixa, destacada e mais larga,para indicar o coeficiente de temperatura.

Filme de carbono (CR) BEGEFilme metlico (SRF) VERDE CLAROFilme vtreo metalazado (Metal Glazed) (VR) AZULFilme metlico (MR) [ PRECISO ] VERDE ESCURO

A B C D E F ------- ( Veja na tabela abaixo )A = 1Dgito

B = 2Dgito

C = 3 Dgito D = Multiplicador ( ) E = Tolerncia ( % ) F = Coef. Temp.

PRATA - - - 0,01 10 -DOURADO - - - 0,1 5 -PRETO 0 0 0 1 - -MARROM 1 1 1 10 1 100VERMELHO 2 2 2 100 2 50LARANJA 3 3 3 1K - -

AMARELO 4 4 4 10K - -VERDE 5 5 5 100K - -

AZUL 6 6 6 1M - -VIOLETA 7 7 7 10M - -CINZA 8 8 8 - - -BRANCO 9 9 9 - -




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_______________________________________________________________________A cor, que pintada o corpo dos resistores,ao lado, determina as diversas modalidades.Resistor de filme de carbono (CR), tem ocorpo pintado de cor bege; resistor de filmemetlico (SFR), tem o corpo pintado de corverde claro; resistor de filme vtreometalizado (Metal Glazed (VR)), tem a cor

azul; e o de filme metlico (MR) [PRECISO] verde escuro.

Resistores Variveis

Os resistores alm de fixos,com valorespredeterminados, podem

ainda, assumir valoresvariveis ajustando-se o mesmo dentro de determinada faixa, de acordo com omximo estabelecido pelo fabricante. Podemos por exemplo, gerar queda de tensocom um nico resistor varivel ao invs de utilizarmos 2 fixos. Os resistores variveisgeralmente so chamados de Potencimetros ou trimpots. ,Os valores destes

componentes sodados em Ohms ecorrespndem aresist~encia queapresentam na suaposio mxima.

Estescomponentes sousados no ajustedo ponto defuncionamento doscircuitos e tambmcomo controle devolume,tonalidade,sensibilidade etc.

Internamente so formados por uma tira de carbono sobre a qual desliza um cursor

acoplado a um eixo.




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_______________________________________________________________________Lei de Ohm

Um circuito eltrico consta de, na prtica, pelo menos quatro partes: fonte de f.e.m (foraeletromotriz), condutores, carga e instrumentos de controle .

A lei de OHM diz respeito relao entre corrente, tenso e resistncia:

I = V / R

Onde: I a corrente em ampres

V a tenso em volts R a resistncia em ohmsConceito sobre o enunciado da lei de Ohm

A corrente, em um circuito, diretamente proporcional a voltagem aplicada einversamente proporcional a resistncia, isto , quanto maior a tenso aplicada maior acorrente.

Associao de Resistores

Aprenda a calcular a resistncia equivalente de

resistores associados em srie e em paralelo.Associao em Srie

Na associao srie, dois resistores consecutivostm um ponto em comum. A resistncia equivalente asoma das resistncias individuais. Ou seja:

Req = R1 + R2 + R3 + ...




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Exemplificando:

Calcule a resistncia equivalente no esquema abaixo:

Req = 10kW + 1MW + 470W

Req = 10000W + 1000000W + 470W

Req = 1010470W

Associao em Paralelo

Dois resistores esto em paralelo se h dois pontos em comum entre eles. Neste caso, afrmula para a resistncia equivalente : 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...

Exemplo:

Calcule a resistncia equivalente no circuito abaixo:

No exerccio anterior calculamos que o ramo de baixo equivale a 1010470W. Ele estem paralelo com um resistor de 22W. Ento:1/Req = 1/1010470W + 1/22000W

1/Req = 989,6 x 10-9 + 45,5 x 10-6_______________________________________________________________________

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1/Req = 46,5 x 10-6

Req = 21,5 W

Note que a resistncia equivalente menor doque as resistncias individuais. Isto acontece poisa corrente eltrica tm mais um ramo por ondeprosseguir, e quanto maior a corrente, menor aresistncia.

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Indutores

Indutor um dispositivo no qual a enegia eltrica armazenada no campo magnticocriado pelas correntes que circulam por ele. Como nos capacitores, existe umainterdependncia entre a tenso nos extremos do indutor e a corente que circula por ele.

V = L / (i / t ) onde:V = TensoL = Indutncia em Henryi / t = Variao da corrente num intervalo de tempo

Como para os capacitores, podemos chegar s seguintes concluses:

1 - Quanto mais rapidamente variar a corrente numa dada variao de tempo, maiorser a tenso nos terminais do indutor.2 - A corrente que circula atravs de um indutor no pode ter seu valor alterado de umaquantidade finita, instantaneamente, pois isto implicaria em uma tenso infinita nesteinstante (o indutor no aceita variaes bruscas de corrente)

Reatncia Indutiva

Os indutores, como os capacitores, opem-se ao fluxo da corrente alternada. Noscapacitores, quanto maior a frequncia, menor a oposio que o capacitor oferece aofluxo da corrente alternada. A indutncia reativa que representa a oposio que uma

bobina oferece ao fluxo de uma corrente alternada aumenta quando a frequnciaaumenta. Tambm a reatncia indutiva aumenta quando o valor da indutncia aumenta.Matematicamente temos:

Xl = 2*pi*f*L onde:Xl = Reatncia em Ohmspi = 3,14f = Frequncia em HertzL = Indutncia em Henries

Esta equao mostra que a oposio ou reatncia de um indutor aumenta quando seaumenta a indutncia ou a frequncia. Os indutores so componentes reativos.

Abaixo temos um exemplo de como um indutor pode ser usado como filtro de passagempara baixas frequncias.




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____________________________________________________________________________________Alguns tipos de Indutores

As bobinas de filtroso usadas emfontes dealimentao parasuavisar variaesem corrente dealimentao. Asbobinas de filtro sogeralmenteprojetadas parasuportar correntesde intensidadesrelativamente altas.

So enroladas sobre ncleos laminados de ferro. As laminaes de ferro so camadasou chapas de ferro empilhadas uma acima da outra. O valor de indutncia das bobinasde filtro geralmentede cerca de 1 a 30 Henries. Os choques de radiofrequnciapossuem um ncleo de ar. Como seu nome explica, so usados para opor-se amudanas nas correntes de radiofrequncia. Quando so moldadas em forma cilndrica,podem ser identificados por cdigo de cores, como nos resistores. Indutores variveisso projetados de tal forma que o material do ncleo pode ser deslocado para dentro oupara fora do centro. A indutncia aumenta conforme o ncleo vai se deslocando dentroda bobina. O material do ncleo pode ser de ferro em p sinterizado ou de ferrite. Essesmateriais so usados devido s suas baixas perdas a altas frequncias. Prolas de

ferrite so bolinhas de material magntico que agem como choques de radiofrequncia.Um fio percorrido por uma corrente eltrica passa atravs da bolinha. Isto tem o mesmoefeito que ligar uma bobina de choque em srie com o fio.O exemplo abaixo mostra o uso de uma bobina de filtro num circuito de alimentao, ossinais + nos capacitores indicam que so capacitores eletrolticos, ou seja, sopolarizados.




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Capacitores

Os Capacitores so componentes que, embora no conduzam corrente eltrica entreseus terminais so capazes de armazenar certa corrente, que ser "descarregada"assim que no houver resistncia entre seus terminais.Quanto sua aparncia externa, podem variar de acordo com a tenso mxima,capacitncia e disposio de seus terminais:Podem ser do tipo axial, com um terminal em cada extremidade, ou, do tipo radial, comos dois terminais na mesma extremidade.Classificam-se em vrios tipos, de acordo com o uso pretendido. Existem os eletrolticos

que so os maiscomuns. Cermicos

tambm soencontrados comrelativa facilidade,embora existamoutros tipos usadosem casosespecficos, comoos de tntalo e os dealumnio.

A sua capacitncia medida em farads.

Dependendo docaso, pode sermedida em microfarads, nanofarads ou picofarads, para capacitncias menores.So teis para manter estvel, por exemplo uma corrente alterna, como um sinal deaudio ou ento servem de filtro de baixa (por isso a sua utilizao em fontes dealimentao).Basicamente os condensadores so formados por duas placas condutoras separadaspor um material dieltrico no condutor. Sua capacitncia diretamente proporcional aotamanho de suas placas e inversamente proporcional a distncia entre elas.

A energia armazenada em um capacitor expressa em Joules, sendo calculadadividindo-se sua capacitncia por dois e depois multiplicando-a pelo quadrado da tensoentre as placas.W = C/2 . VNa associao paralela de capacitores, a capacidade total ser a soma de todas ascapacidades. Na associao em srie, o inverso da capacidade total ser igual aoinverso da soma das capacidades aplicadas.A tenso limite de um capacitor deve ser




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_______________________________________________________________________respeitada, a fim de que no haja uma perfurao no dieltrico, causando o estrago docomponente. Outro fator a ser observado a polaridade dos terminais, que no devemser invertidos no caso dos eletrolticos

Alguns capacitores, apresentam uma codificao que um pouco estranha para ostcnicos experientes, e muito difcil de compreender, para o tcnico novato. Observe odesenho abaixo.

3 Algarismo N de zeros = 00

2 Algarismo

1 Algarismo

O valor do capacitor,"B", de 3300 pF (Picofarad = x10 -12 F) ou 3,3 nF (Nanofarad = x10-9 F) ou 0,033 F (Microfarad = x 10 -6 F). No capacitor "A", devemos acrescentar mais 4zeros aps ao 1 e 2 algarismo. O valor do capacitor, que se l 104, de 100000 pF ou100 nF ou 0,1 F.

Capacitores usando letras em seus valores.

= nano Farad ( x10-9 )ou

( 0,000000001

O desenho, mostra capacitores que tem os seus valores, impressos em nanofarad (nF) =10-9F. Quando aparece no capacitor uma letra "n" minscula, como um dos tiposapresentados ao lado por exemplo: 3n3, significa que este capacitor de 3,3nF. Noexemplo, o "n" minsculo colocado ao meio dos nmeros, apenas para economizaruma vrgula e evitar erro de interpretao de seu valor.Multiplicando-se 3,3 por x10 -9 = ( 0,000.000.001 ), teremos 0,000.000.003.3 F. Para setransformar este valor em microfarad, devemos dividir por 10 -6 = ( 0,000.001 ), que serigual a 0,0033F. Para voltarmos ao valor em nF, devemos pegar 0,000.000.003.3F edividir por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), o resultado 3,3nF ou 3n3F.

Para transformar em picofarad, pegamos 0,000.000.003.3F e dividimos por x10-12,

resultando 3300pF. Alguns fabricantes fazem capacitores com formatos e valoresimpressos como os apresentados abaixo. O nosso exemplo, de 3300pF, o primeiro dafila.



Note nos capacitores seguintes, envolvidos com um crculo azul, o aparecimento deuma letra maiscula ao lado dos nmeros. Esta letra refere-se a tolerncia docapacitor, ou seja, o quanto que o capacitor pode variar de seu valor em umatemperatura padro de 25 C. A letra "J" significa que este capacitor pode variar at5% de seu valor, a letra "K" = 10% ou "M" = 20%. Segue na tabela abaixo, oscdi os de tolerncias de ca acitncia.
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= N de zeros = nano Farad

Capacitores de Poliester Metalizado usando cdigo de cores.

A tabela ao lado, mostra como interpretar o cdigo de cores dos capacitores abaixo. No

capacitor "A", as 3 primeiras cores correspondem a 33000 equivalendo a 3,3 nF.

1 Algarismo2 Algarismo3 N de zeros4 Tolerncia5 Tenso Nominal



At 10pF Cdigo Acima de 10pF0,1pF B

0,25pF C0,5pF D1,0pF F 1%

G 2%H 3%J 5%K 10%M 20%S -50% -20%

Z

+80% -20%

ou+100% -20%P +100% -0%

" "


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1Algarismo

2 Algarismo 3 N de zeros 4 Tolerncia 5 Tenso

PRTO 0 0 - 20% -MARROM 1 1 0 - -

VERMELHO 2 2 00 - 250VLARANJA 3 3 000 - -AMARELO 4 4 0000 - 400V

VERDE 5 5 00000 - -AZUL 6 6 - - 630V

VIOLETA 7 7 - - -CINZA 8 8 - - -BRANCO 9 9 - 10% -

Como testar capacitores com um multmetro analgico

Antes de comearmos a falar sobre o teste de capacitores importante lembrar quequanto menor o valor do capacitor maior deve ser a escala de medio de resistnciausada e quanto maior o valor do capacitor menor poder ser a escala utilizada.Outra considerao importante que o capacitor deve ser descarregado antes do teste,

bem como aps cada teste. Isto deve ser feito para que o teste seja correto alm deevitar danos ao multmetro. Para descarregar um capacitor s colocar os seus doisterminais em curto atravs de uma chave de fenda ou um alicate de bico, para isto eledeve estar desconectado de qualquer circuito eletrnico. Observao: dependendo douso e do valor do capacitor este pode estar com muita carga e ao colocar seus terminaisem curto poder ocorrer fascas e um estalo. Caso o capacitor a ser medido seja parauso com uma tenso alta e possua um valor na ordem de microfarads (uF) pode sernecessrio descarreg-lo atravs de um resistor de baixo valor (aproximadamente 100Ohms) e s depois os seus terminais devem ser colocados em curto. Cuidado para nolevar choque ao fazer isto, use ferramentas com cabo isolado para manusear o resistor epara colocar o capacitor em curto.

Por esta introduo j podemos perceber que devemos utilizar a escala de medio deresistncia ou Ohms para a medio e teste de capacitores.




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_______________________________________________________________________Antes de testarmos um capacitor vamos nos lembrar um pouco do funcionamento de umcapacitor. Como sabemos um capacitor impede a circulao de corrente contnua e paracorrente alternada ele oferecer um certa dificuldade. Esta dificuldade chamada dereatncia capacitiva (XC), e depender do valor do capacitor e do valor da freqncia.

Ao aplicarmos uma tenso contnua sobre um capacitor ele se carregar com o valordesta tenso, para que isto acontea uma corrente surgir entre a fonte de tensocontnua e as armaduras do capacitor. Depois que ele estiver carregado esta correntecessar.

Mas voc no disse que o capacitor no conduz corrente contnua?

Realmente ele no conduz mas quando aplicamos sobre ele uma tenso continua atendncia que acontea uma movimentao de cargas para a sua armaduras de formaque a armadura que est ligada no positivo tenha a mesma quantidade de carga daarmadura que esta ligada no negativo, e vice-versa. Estas cargas tero valores opostos(em uma armadura sero positivas e na outra negativas) estabelecido este equilbriocessa a corrente. Quanto isto acontece o capacitor se carrega.Podemos dizer que quanto maior o valor do capacitor maior ser o tempo necessriopara ele se carregar e/ou maior ser a corrente para ele se carregar.

bom lembrar que, na escala para medio de resistncia, um multmetro apresentaem suas pontas de prova uma tenso ( para isto que ele usa pilhas ou baterias) e atravs desta tenso que iremos testar os capacitores, vendo a sua carga atravs damovimentao do ponteiro do galvanmetro. Tambm bom relembrar que quase todosos multmetros analgicos invertem a polaridade das suas pontas quando esto nas

escalas de resistncia. A ponta vermelha passa a ser negativa e a preta positiva.Devemos ficar atento a isto ao se medir capacitores polarizados, como os eletrolticos,por exemplo. Nestes casos devemos ligar a ponta positiva com o terminal positivo docapacitor. Tambm bom relembrar que a escala de resistncia apresenta um smbolo,que representa o infinito, de um lado e o zero do outro.

J relembrados estes conceitos vamos aos testes:

- Colocar o multmetro na escala de resistncia.- Encostar uma ponta de prova em cada terminal do capacitor.- Observar a movimentao do ponteiro do multmetro (no precisa marcar o valor).- Caso o ponteiro suba e desa o capacitor estar bom, ou seja, o ponteiro subiu pois

estava circulando uma corrente para carregar o capacitor, terminada a carga acaba acorrente e o ponteiro volta para a posio inicial, o infinito. Quanto maior o valor docapacitor maior ser o tempo que o ponteiro levar para subir e descer.




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_______________________________________________________________________- Se o ponteiro subir e ficar parado em alguma posio entre zero e

o infinito (mesmo que comece a descer e pare) o capacitor estar com fuga, ou seja,uma corrente contnua estcirculando atravs dele e isto j sinal que este capacitor no

est bom.- Se o ponteiro for direto para o zero o capacitor estar em curto. Tambm no est

bom. Neste caso toda a corrente fornecida pelas pilhas do multmetro atravessar ocapacitor, ele no oferece nenhuma resistncia, e por isto o ponteiro vai para o zero.

- Se o ponteiro no se mover o capacitor estar aberto, sem capacitncia, e no estarbom. Neste caso o capacitor nem chegou a se carregar e por isto que o ponteironem se moveu. Ficou na posio indicada por infinito.

Mas eu posso utilizar qualquer escala de medio de resistncia para os testes?

No. Dependendo do valor do capacitor deveremos utilizar escalas diferentes.

Vamos prtica:

Para medir capacitores acima de 10000 uF use a escala X1.Para medir capacitores entre 1000 uF a 10000 uF use as escalas X1 ou X10.Para medir capacitores entre 100 uF a 1000 uF use as escalas X10 ou X100.Para medir capacitores entre 10 uF e 100 uF use as escalas X100 ou X1K.Para medir capacitores entre 1 uF e 10 uF use as escalas X1K ou X10K.Para medir capacitores entre 100 nF e 1 uF use as escalas de 1K ou 10K ou 100K.Para medir capacitores entre 1nF e 100 nF use a escala de 100K.Para medir capacitores abaixo de 1 nF use a escala de 100K mas a leitura ser difcil e,consequentemente, o teste no ter preciso.

Com este teste eu consigo saber o valor do capacitor e saber se este valor noest alterado?

Com este teste no d para saber o valor do capacitor, mas apenas se ele no estaberto, com fuga ou em curto. Para saber o valor exato necessrio o uso de umcapacmetro. O que podemos fazer pegar um capacitor, que sabemos que est bom eseja do mesmo valor do capacitor testado, e comparar a leitura no multmetro destecapacitor com o capacitor a ser testado, para isto memorize as posies em que oponteiro para na medio de um e do outro. Se der muita diferena entre estas posiesprovavelmente o capacitor em teste ter alguma alterao.

Embora as escalas de medio de resistncia de um multmetro possam apresentaralguma diferena entre a mxima resistncia que pode ser medida, pois a mxima




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_______________________________________________________________________resistncia a ser medida depende, alm do fator de multiplicao (X1, X10, etc) do fundo

de escala indicado no galvanmetro, as escalas acimaservem como uma boa referncia para o teste decapacitores.

Observaes:

Alguns capacitores eletrolticos, geralmente os comalta tenso de isolao, costumam apresentar umacerta corrente de fuga, sendo assim pode ser que emdeterminadas escalas o ponteiro suba e, ao descer,pare prximo ao infinito. Se isto acontecer diminua aescala de multiplicao e veja se o ponteiro chega aoinfinito, caso isto acontea o capacitor estar bom.Todos estes testes foram desenvolvidos com o auxlioda prtica e embora possam variar um pouco demultmetro para multmetro, sempre serviram paratestar capacitores. interessante que ao adquirir um multmetro seescolha um que tenha vrias escalas de medio deresistncia e seja capaz de medir valores mximos de50M ohms para cima. Para saber qual a maiorresistncia que um multmetro capaz de medir basta

ler o maior valor da escala de resistncia e multiplicarpela maior escala. Veja o exemplo:

Fundo de escala = 5K ohmsMaior escala = X10KMaior resistncia que pode ser medida = 5K x 10K =50 M ohms.No encoste as mos nas partes metlicas das pontasde prova, nem nos terminais dos capacitores, pois istoalterar as medies e testes.




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DIODOS

O diodo um componente formado por umauniop-n, isto , uma transio rpida entre um

semicondutor do tipo p e outro do tipon(dopados) postos em contato. O diodo idealconduz corrente em um nico sentido. Utilizam-ze diodos pararetifiicar a corrente alternada e tansform-la em contnua. Osaparelhos de rdio e de televiso contm circuitos com diodosde funo retificadora. O diodo substitui nessas funes a vlvula a vcuo.Diodos so dispositivos eltricos freqentemente encontrados nos circuitos eletrnicosque nos cercam. A maioria dos circuitos eletrnicos necessitam de tenso contnua paraoperarem. O que encontramos na tomada no entanto tenso alternada. Diodos sodispositivos que podem ser utilizados na converso da tenso alternada da tomada para




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_______________________________________________________________________a tenso contnua requerida no circuito eletrnico. Diodos podem ser usados tambmpara regularem uma tenso. Diodos so "amarradores" de tenso.

A caracterstica marcante do diodo seu lado tendencioso. Ele permite a passagem decorrente eltrica em uma direo e praticamente a barra na direo inversa. Estacaracterstica peculiar de no linearidade faz com que este dispositivo possa ser usadoem vrias aplicaes da eletrnica.O diodo, grosso modo, um dispositivo, que quando em polarizao direta permite apassagem de corrente, e em polarizao reversa impede a passagem de corrente.

Tipos de diodos

Diodo Zener

um diodo utilizado como regulador de tenso, ele feitopara funcionar na regio de ruptura. Analisando o grfico IxVpode-se verificar a existncia de um "joelho", ondeencontramos uma regio em que a tenso no diodo

praticamente no se altera com um grande aumento de corrente, servindo como umregulador de tenso. Este diodo pode ser produzido com tenses de ruptura da ordemde unidades a dezenas de volts.

Atravs de um grfico Corrente x Tenso podemos verificar a existncia de uma tensoquase constante para correntes reversas mais altas, nesta faixa que o diodo Zenertrabalha.

Diodo Emissor de Luz (LED - Light Emitter Diode)

Numa corrente direta, quando os eltrons recombinam-se com as lacunas(aps passarem pela regio de depleo), dissipam energia (ou seja, adiferena de energia inicial e final) de alguma forma. Diodos Zener porexemplo, dissipam esta energin na forma de calor, LEDs no entanto

irradiam luz. Atravs da utilizao de elementos como glio, arsnio e o fsforo porexemplo, podem ser produzidos LEDs que irradiam no vermelho, laranja, amarelo,verde,azul ou infravermelho.

Fotodiodo

Este o nome dado a diodos que so produzidos especialmente paraserem mais sensveis incidncia de luz, aumentando a sua corrente




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_______________________________________________________________________reversa. Com o aumento da intensidade de luz o nmero de portadores minoritriosaumenta, aumentando tambm a corrente reversa.

Diodo Schottky

Este tipo de diodo serve para diminuir a quantidade de carga"armadilhada" no diodo. Um diodo comum ao passar da regio direta deconduo para a reversa, produz durante um curto tempo uma correntereversa alta, resultante de cargas armadilhadas (portadores do outro

material que por algum motivo no se recombinaram ou passaram para o outro lado dajuno), sendo um efeito importante no uso de diodos atravs de frequncias altas; coma fabricao de um diodo utilizando-se ao invs do material P um metal (como ouro,prata ou platina), no havero lacunas que possam armadilhar eltrons vindos do outromaterial durante a corrente direta, de forma que na passagem para corrente reversa nohaver este aumento de corrente citado.

Varactor

O varactor funciona como um "capacitor controlado por tenso". Imagineque o lado p e o lado n so as placas, e que a regio de depleorepresenta o dieltrico, alm disso, o circuito externo pode carregar estacapacitncia retirando eltrons de valncia do lado p e adicionando

eltrons na banda de conduo ao lado n. Desta maneira observamos a presena de um"capacitor" envolvido na estrutura. O ponto importante que com o aumento da tensoreversa, a regio de depleo aumenta, de maneira que a capacitncia envolvidadiminui, controlando-se a capacitncia exitente pela tenso aplicada no dispositivo.

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Diodos tnel

Atravs do aumento na dopagem de diodos de retaguarda, pode-sedistorcer a curva de um diodo, quando a tenso de ruptura chega

aproximadamente a 0 V, de maneira que a curva obtida pode apresentaruma faixa de conduo, onde o diodo conduz at um valor mximo, onde

com o aumento ou diminuio da tenso direta dentro de uma faixa, diminui a correnteresultante.




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_______________________________________________________________________Varistores

So dispositivos que podem ser comparados a doisdiodos Zener, um de costas para o outro, de maneiraque h uma tenso de ruptura alta nos dois sentidos,podendo ser usados como filtros, ou para protegerequipamentos de picos de tenso, por exemplo.

Testando diodos

s vezes precisamos testar um diodo retificador, mascomo fazer isto? fcil, mas antes de comearmos vamos falar umpouco sobre multmetros. Um multmetro ou multiteste um equipamento muito importante para quem gostade se aventurar, seja por hobby ou profisso, naeletrnica. Estes aparelhos nos permitem medirdiversas grandezas:- tenso eltrica- corrente eltrica- resistncia eltrica.- etc.Geralmente temos em um multmetro diversas escalas.Estas escalas alm de indicar qual a grandeza queestamos medindo, tambm definem o fundo de escala,

ou seja, o mximo valor que podemos medir namesma. Como exemplo podemos citar o seguinte: naescala de 100 VAC (tenso alternada) no devemosmedir uma tenso maior do que 100 VAC com o riscode danificarmos o aparelho. Hoje em dia alm dasgrandezas j citadas, encontramos multmetros quepodem medir o ganho de transistores (HFE),freqncia, capacitncia, etc.Existem tambm multmetros analgicos e digitais. Osmultmetros analgicos possuem diversas escalas e umponteiro que corre sobre elas indicando o valor medido.

Os multmetros digitais tem um display que mostram,diretamente, o valor numrico da grandeza medida.

Se voc possuir um multmetro e um diodo, pegue-ospara fazermos os testes.




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Medindo diodos com um multmetro analgico:

Para medirmos um diodo devemos colocar o multmetro na escala de resistncia.Eu acho interessante que se trabalhe sempre com uma mesma escala, uma que seja aintermediria entre a mais baixa e a mais alta (as escalas de resistncia vem indicadasassim: X1, X10 , X1K, etc. Estas indicaes definem o fator de multiplicao do valor lidona escala do galvanmetro. Vamos supor que voc est na escala X10 e o valor lido 15, na realidade a resistncia que voc est medindo de 150 Ohms, 15 X 10 = 150Ohms. Se voc estivesse na escala X1 e a indicao fosse 15 o valor da resistnciarealmente seria 15 Ohms, 15 X 1 = 15 Ohms. Deu para perceber como se faz a leitura?) importante lembrar que na maioria dos multmetros analgicos ao se colocar a chavena posio para medio de resistncia as pontas ficam invertidas (que eu saiba smultmetros analgicos que possuem circuitos internos para aumentar a impedncia deentrada, etc que no invertem as pontas), ou seja, a vermelha que a positiva, passaa ser a negativa. E a preta que a negativa passa a ser a positiva.O diodo deve estar, pelo menos com um lado, desconectado do circuito (o circuito deveestar desligado).

Agora s falta fazermos o ajuste de 0 Ohms, para isto basta colocarmos as duas pontasem curto e ajustarmos o knob de ajuste at que o ponteiro pare em cima da indicao de0 Ohms. Em alguns multmetros estes ajuste deve ser verificado sempre que se mudarde escala. Se no for possvel zerar o multmetro porque, provavelmente, as pilhasesto descarregadas. Abra o multmetro e troque-as.J sabendo isto vamos testar o diodo:- encoste uma ponta de cada lado, se o ponteiro se mover at um certo valor da escala,

(ficar parado prximo ao centro da escala, no d muita ateno ao valor) o diodo estconduzindo.- agora inverta as pontas (faa outra medio), o ponteiro no deve se mover. Se istoacontecer o diodo est bom, ou seja, s est conduzindo em um sentido.- se nas duas leituras o ponteiro chegar a indicar zero ohms o diodo est em curto.- se nas duas leituras o ponteiro indicar infinito (no se mover) o diodo est aberto.- se o ponteiro se mover nas duas leituras mas indicar valores (ou posies na escala)diferentes, provavelmente o diodo estar com fuga.Cabe lembrar que o lado do diodo que tem uma faixa o negativo (ctodo). E o diodo sconduzir quando neste lado estiver encostada a ponta vermelha (este multmetroinverte as pontas, lembre-se disto). Desta forma podemos at descobrir quem quem

em um diodo quando este estiver com as marcaes apagadas. O lado, quando o diodoconduz, em que estiver a ponta vermelha ser sempre o ctodo.Experimente fazer testes mudando de escalas de resistncia e veja as diferenas, paraisto pegue um diodo bom. Mas cuidado se voc colocar em uma escala com fator demultiplicao grande ( X1K, X10K, por exemplo) no encoste nas duas pontas com suas




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_______________________________________________________________________mos ao mesmo tempo, pois voc poder errar na leitura. O multmetro estar medindoa resistncia do seu corpo junto com o diodo. Experimente colocar na escala mais alta epegar uma ponta com cada mo, voc ver que o ponteiro se mover. Isto causa umerro na leitura.

Medindo um diodo com um multmetro digital:

Em multmetros digitais teremos, geralmente, uma escala especfica para medio desemicondutores (diodos, transistores, etc). Esta escala ser representada pelasimbologia de um diodo. Nos multmetros digitais as pontas no se invertem, destaforma a vermelha sempre corresponder ao positivo e a preta sempre ao negativo.Vamos logo testar este diodo:- coloque o multmetro na escala representada pelo smbolo de um diodo.Provavelmente aparecer um numero 1 no lado esquerdo do display. Isto indicanenhuma circulao de corrente entre as pontas, ou uma resistncia muito alta. Encosteuma ponta com a outra e veja que aparecer o nmero zero, ou seja, uma resistnciamuito baixa.- Encoste as pontas no diodo se aparecer um nmero (o valor numrico pode variarentre os diversos tipos de multmetros), o diodo estar polarizado corretamente e o ladoonde estiver encostada a ponta vermelha ser o positivo do diodo (nodo).- Inverta as pontas, se no aparecer nenhum nmero (continuar o 1 no canto esquerdodo display) o diodo est bom, s conduz em um sentido.- se na primeira e na segunda medida aparecer um nmero prximo a zero (ou mesmo ozero) o diodo est em curto.- se nas duas medidas o display no indicar nada o diodo est aberto.

- se nas duas medidas aparecerem nmeros no display, provavelmente o diodo estcom fuga.

super importante ressaltar que, se aqui vimos um pouco de teoria de como se fazpara testarmos diodos, a prtica fundamental neste caso. Pegue vrios diodos e teste-os, acostume-se com as escalas de resistncia de seu multmetro. Tente testar leds (queso diodos emissores de luz), varie as escalas e veja se percebe alguma diferena.Lembre-se que umtransistor bipolar pode ser representado como dois diodos e tente test-lo.

Transistores

Os transistores so dispositivos que possuem duas unies PN (a mesma dos diodos),capazes de controlar a passagem de uma corrente.




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_______________________________________________________________________Podem ser de dois tipos, de acordo com as unies: PNP ou NPN. Apresentam base,emissor e coletor:

A base a parte que controla a passagem de corrente; quando a base esta energizada,h passagem de corrente do emissor para o coletor, quando no ha sinal na base, noexiste essa conduo. A base esquematicamente o centro do transistor.

O coletor uma das extremidades do transistor: nele que "entra" a corrente a ser

controlada. A relao existente entre o coletor e a base um parmetro ou propriedadedo transistor conhecido como e diferente para cada modelo do mesmo.O emissor outra extremidade, por onde sai a corrente que foi controlada.

Algumas caractersticas que devemos observar nos transstores so: A tenso mximaentre base e coletor, potncia mxima dissipvel (no caso do seu uso para controle depotncia) e frequncia mxima de trabalho.Os transistores podem ter aparncia externacompletamente diferentes, dependendo da aplicao que se far dele, por exemplo, umtransistor de sinal no possui a mesma aparncia externa de um transistor de potncia,

que controle grandes cargas.

Polarizao de transistoresPara um amplificador linear existeuma rea definida no grfico decaractersticas de sada do transistor.Esta rea denominada ponto de

operao permissvel, e determinada pelas limitaes de tenso e corrente que cadatransistor apresenta. Fica claro portanto quecada transistor possui um grfico diferente.

Abaixo encontra-se um grfico fornecido porfabricantes de transistores mostrando as

regies de operao permissveis e proibidas.

Regio 1 A regio ativa a regio maisapropriada para um transistor operar comoamplificador de sinal senoidal;




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_______________________________________________________________________Regio 2 - A regio de saturao a regio em que o transistor atinge sua mximacorrente de coletor. Nesta regio, o transistor apresenta baixa resistncia de coletor ecomporta-se como um interrupror fechado. Quando o transistor opera nesta regio nose observa mais a relao entre a corrente de base e a corrente de coletor, ou seja,nesta regio, a variao da corrente de base no provoca variao fiel na corrente decoletor.

Regio 3 A regio de corte a regio onde a corrente de base igual a zero. Nestaregio, o transistor apresenta elevada resistncia de coletor e comporta-se como uminterruptor aberto. As correntes de coletor de pequenas propores so constitudaspelos portadores de carga minoritrios (corrente de fuga).Regio 4 - A regio de sustentao atingida quando a voltagem entre o coletor e oemissor atinge o valor mximo suportado pelo transistor. Nesta regio,independentemente do sinal est presente na base do transistor, a corrente de coletor

se mantm alta.Regio 5 - Na configurao emissor comum, o ganho do transistor est intimamenteligado a freqncia do sinal de entrada. O fabricante fornece a freqncia do sinal deentrada na qual o ganho do transistor passa a ser unitrio. A medida que este limite forultrapassado, o ganho ser reduzido podendo torna-se desprezvel.

As consideraes acima so para um transistor de silcio na configurao emissorcomum.Como se viu na figura, a regio ativa define as limitaes nas quais o transistor tem seufuncionamento seguro para operar como amplificador de sinal senoidal. O objetivo destaregio mostrar as condies em que o transistor funciona sem se danificar. Escolherum ponto no interior da regio ativa, de preferncia o mais prximo do centro possvel,

reduz as possibilidades de um eventual deslocamento deste ponto para fora da regiode operao podendo danificar o transistor ou provocar distoro no sinal de sada.Existe uma relao direta entre temperatura e corrente de coletor do transistor.

Aumentando-se a temperatura de um transistor, sua corrente de coletor tambm aumentada. Da mesma forma, aumentando-se a corrente de base, aumenta-seconsequentemente a corrente de coletor que por sua vez aumenta a temperatura (EfeitoJoule) constituindo assim uma "reao em cadeia". Variando-se a temperatura dotransistor, seja esta variao causada pelo simples aumento da temperatura ambienteou pelo aumento da intensidade da corrente de coletor, o ponto de operao escolhido

tende a se deslocar. Temperaturas da ordem de200C para transistores de silcio e cerca de 105C

para transistores de germnio nunca devero seratingidas. possvel, as vezes, mediantecuidadoso projeto, que o pico de potncia (VCE x[IC+IB] ) exceda este regime mdio por curto perodode tempo desde que os picos de temperatura no




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_______________________________________________________________________dispositivo no sejam excessivos. A figura abaixo nos d uma idia de como atemperatura influi no funcionamento de um transistor de silcio.Polarizar um transistor fazer com que o ponto de operao se estabilize. Para uma boapolarizao algumas consideraes so essenciais:

O ponto de operao deve estar no interior da regio ativa; Manter o transistor com um funcionamento linear Em se tratando de

amplificador linear, deve-se evitar que ocorra distoro em qualquer temperaturae procurar manter constante a carga de coletor e a tenso de alimentao;

Reduzir os efeitos causados pelo aquecimento cumulativo utilizando um bomsistema de refrigerao que fundamental para se conseguir a estabilizaodesejada. A juno coletor-base de um transistor, onde ocorre praticamente todaa dissipao, no est em perfeito contato com a cpsula do transistor, envolvidanaturalmente pelo meio ambiente. Isto significa que existe uma certa "resistncia

trmica" entre a juno e a cpsula portanto, a juno citada provavelmenteencontra-se com temperatura superior temperatura do invlucro do transistor.Um mtodo simples de polarizao de um amplificador com transistores de silcio ememissor comum consiste em adotar um divisor de tenso na base para suprir anecessria corrente ao transistor. O sinal poder ser ento aplicado aos terminais deentrada atravs de um capacitor de acoplamento adequado.

Consideraes:

1. Aqui vamos desprezar a influncia da

corrente de fuga devido ao seu pequenovalor, e tambm pelo fato do tipo depolarizao empregado compensartermicamente o circuito.

2. Considerando o ganho do transistor maiorque 100, podemos desprezar a influnciado pequeno valor da corrente de base.

3. A escolha da alimentao simples, poisdepender unicamente do local a ser

empregado.4. Normalmente o valor da corrente de coletor (IC) obtido em funo da carga, ou

escolhida de acordo com instrues fornecidas pelo fabricante do transistor emsuas publicaes sobre o produto.5. Vamos considerar VRE como sendo 10% da tenso de alimentao,

considerao que garantir-nos- uma estabilidade variaes de temperatura eganho de corrente.




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_______________________________________________________________________6. VBE depender do tipo de transistor, pois para os de germnio seu valor ser de

0,3 volts e para os de silcio, seu valor ser de 0,6 volts.7. Embora esta aproximao que aqui faremos parea grosseira, ela resultar em

valores prticos e facilitar os clculos para RB1 e RB2. I 10% de IC.8. Aqui novamente faremos uma imposio, garantindo que VC seja maior ou igual a

50% de VCC.

Acoplamento por capacitor

O acoplamento por capacitor o maisutilizado a prtica, principalmente nas etapasamplificadas de baixo rudo. A resposta defreqncia maior apresentando baixo custopois, utiliza poucos componentes de fcilfabricao. A desvantagem do acoplamentoa capacitor em comparao com oacoplamento a transformador, est em que,

no havendo casamento das impedncias de entrada e de sada, haver perda deenergia. Os amplificadores descritos acima so do tipo "Classe A", ou seja, amplificatodo o sinal injetado na base do transistor. Tecnicamente falando, Diz-se que umamplificador de Classe "A" quando o ponto de operao e o sinal de entrada so tais




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_______________________________________________________________________que a corrente de coletor circula o tempo todo. Este tipo de amplificador, apesar deapresentar um baixo rendimento, utiliza poucos componentes e possui baixa distorosendo portanto empregado como pr-amplificadores ou amplificadores de pequenaspotncias.




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_____________________________________________________Transformadores

Os transformadores socomponentes capazes deaumentar ou diminuir umatenso e uma correnteatravs doeletromagnetismo que fluipor suas espiras quandoenergizadas.O eletromagnetismo

sempre aparece em umcondutor quando por elecircular uma corrente. Seusefeitos podem ser observados atravs de umabobina ligada e sem

ncleo: ao colocar-mos algum abjeto de metal em suas proximidades, notaremos queuma fora faz com que esse objeto seja "puxado" em direo ao centro da bobina.O funcionamento de um transformador algo semelhante, ao cmbio de uma bicicletaque troca o torque pela velocidade e vive-versa: A corrente no secundrio inversamente proporcional a tenso aplicada no primrio e vice-versa, o que quer dizerque para obter-mos mais corrente no secundrio precisaremos aplicar maior tenso noprimrio, assim como uma bicicleta, da o termo transformador.

A caracterstica bsica em um transformador de ter um ncleo, sem o qual ele nofuncionaria. Podem ser encontrados transformadores em anel (toroidais) etransformadores com ncleo reto, onde os fios so enrolados em volta do mesmo.Para calcular o nmero de espiras, devemos observar estas equivalncias:N1/N2=V1/V2=I2/I1 , ou seja, o nmero de espiras no primrio dividido pelo nmero deespiras no secundrio igual tenso do primario dividido pela tenso do secundrio eque igual tambm corrente do secundrio dividida pela corrente do primrio(inversamente proporcional).

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Pilhas e baterias

As pilhas e baterias so capazes de transforma energia qumica em energia eltrica, apartir de reaes que ocorrem entre seus componentes internos.Classificao dos geradores quanto ao tipo

Todos os geradores eletroqumicosdesenvolvidos com base na pilha de Voltaso constitudos essencialmente de doiseletrodos e um eletrlito, mesmo que sejamdiferentes entre si por muitas outrascaractersticas. Dependendo do trabalho

que desenvolvem e de suas propriedadesespecficas, os geradores eletroqumicospodem ser classificados em dois grupos:

Geradores eletrolticosprimrios, que no podem ser recarregados;

Geradores eletrolticos secundrios . recarregveis. Os geradores eletrolticos primrios so aqueles que produzem um nicoprocesso de descarga, pois suas reaes qumicas internas so irreversveis. Dessamaneira, no final de um determinado perodo de uso, o gerador se esgota, pois seuscomponentes internos se degradam completamente.Os geradores primrios simples so chamados pilhas. Ao conjunto de duas ou maispilhas (ou clulas) e aos geradores do segundo grupo d-se o nome de bateria. Osgeradores secundrios incluem todos os modelos de equipamento que permitem cargase descargas repetidas. Isso acontece porque as transformaes qumicas que severificam no interior dos geradores podem ser revertidas se aplicar-se sobre seusterminais determinadas tenses e correntes eltricas.No grupo de geradores primrios destacam-se os seguintes tipos de pilhas:

Pilha de zinco-carbono Pilha alcalina Pilha de mercrio

Pilha de prata Pilha de ltio.

No grupo de geradores secundrios destacam-se dois tipos que tm aplicaesmuito diversas:

Bateria de chumbo_______________________________________________________________________




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_______________________________________________________________________ Bateria de niquel-cdmio.

Capacidade e durabilidadeTanto a capacidade das pilhas como a das baterias determinada com base no produto(multiplicao) de dois parmetros (dados): corrente de descarga e a durao dadescargar. O valor do produto expresso porunidades de medida especiais o ampere-hora(Ah) e o miliampere-hora (mAh). A cargaacumulada por um pilha ou uma bateria podeser expressa na forma de densidade deenergia, definida em watt-hora por quilo depeso ou em watt-hora por centmetro cbico

(cm

3

) de volume.Classificao das pilhasa) Pilhas de zinco-carbonoEssas pilhas podem Ter outro formato alm docilndrico, como por exemplo, o de umparaleleppedo, com os dois plos numa dasfaces. Seus terminais, neste caso, tambmso de formato diferente e colocados de modoque possam receber um sistema de ligaopor presso.

A estrutura interna da pilha de zinco-carbono igual da pilha constituda pelo qumicoLeclanch. Servindo-se de um vaso, ele usoucomo eletrodos para o plo positivo umpequena barra de carvo, colocada numsaquinho de tela resistente juntamente comuma mistura de grafite e bixido de mangans.Para o plo negativo utilizou uma pequenabarra de zinco. O lquido que envolve as duasbarras, tambm chamado de eletrlito, umasoluo de sais de amonaco e gua.Denominadas pilhas secas as pilhas atuaiscontm, no centro do cilindro que constitui suacpsula, uma barra de carvo. Em torno dessabarra de carvo encontra-se uma rea dematerial absorvente, completamenteimpregnado pelo eletrlito, que constitudo




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_______________________________________________________________________por amonaco, bixido de mangans, xido de zinco, cloreto de zinco e gua. Com umrevestimento externo de zinco, o conjunto hermeticamente fechado na parte superior,onde sobressai apenas o terminal positivo em contato com a barra de carvo. Nessaparte superior do invlucro metlico externo encontra-se um revestimento isolante quesepara os plos positivo e negativo.Tambm nas paredes do invlucro h uma capa isolante, mas a base, que constitui oterminal negativo, fica a descoberto. Essas pilhas fornecem um tenso de 1,5V; aenergia e, consequentemente , a intensidade da corrente a ser fornecida dependem dovolume de eletrlito contido na pilha e da rea de seus eletrodos positivo e negativo.Tendo um baixo custo no mercado, esse tipo de pilha pode ser usado em alta escala,embora s seja eficiente em aplicaes que requerem uma alimentao intermitente, jque ela apresenta uma queda progressiva de tenso. Por outro lado, sua capacidade deregenerao durante os perodos de descarga elevada.b) Pilhas alcalinas

As pilhas alcalinas so formadas por um anodo de zinco com superfcie ampla e por umcatodo de xido de mangans de densidade elevada. Elas se diferenciam das de zinco-carbo especiamente pela composio do eletrlito, que de hidrxido de potssio, eapresenta em relao a estas quase o dobro da capacidade de energia, com umadurao sete vezes maior e um impedncia interna muito mais baixa. Por isso soaltamente eficientes nas aplicaes que requerem longos perodos de alimentao comcorrentes elevadas.

A tenso nominal das pilhas alcalinas de 1,5V e sua voltagem permanece constantedurante um perodo mais longo, garantindo uma operao mais estvel do equipamentoque alimenta. So particularmente usadas para alimentao de jogos eletrnicos,filmadoras, gravadores e toca fitas, alm de equipamentos de iluminao de

emergncia. Em relao as pilhas zinco-carbono, seu custo mais elevado.c) Pilhas de MercrioSo formadas por um catodo base de xido de mercrio por um anodo de zinco e porum eletrlito base e hidrxido de potssio. Essas pilhas podem ser encontradas emdois formatos diferentes: cilndricas ou em forma de boto, sendo estas as maisutilizadas.Sua caracterstica mais importante a alta densidade de energia que pode fornecer, que vrias mais elevada a dos tipos descritos anteriormente. A variao de tenso emfuno da descarga praticamente nula; ela se mantm constante no valor de 1,35V aolongo de toda sua vida til; sua impedncia interna baixa e constante, noapresentando, portanto, nenhum fenmeno de recarga. Alm disso oferece excelente

rendimento e estabilidade nas operaes em altas temperaturas.d) Pilhas de prataMuito parecidas em seu formato com as pilhas de mercrio, compem-se de um catodode xido de prata, de um anodo de zinco e um eletrlito base de hidrxido de potssioou sdico. Apresenta caractersticas eltricas semelhantes s da pilha de mercrio, com




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_______________________________________________________________________voltagem, em relao a esta, de terem uma tenso de 1,55V. Mas por terem um volumemenor apresentam menor capacidade de fornecimento de energia.e) Pilhas de ltioSo recentes no mercado e apresentam maior densidade de energia, maior vida til emaior tenso nominal. Seus componentes no incluem a gua, o que permite umrendimento em baixas temperaturas muito superior ao das outras baterias, ao ponto dese dispor de 50% de sua capacidade em temperaturas da ordem de -55C. Acomposio de um pilha de ltio depende do tipo fabricao, que varia no materialutilizado como catodo. A densidade de energia das pilhas de ltio chega a 266Wh/Kg,contra 133 das pilhas de pratat e 55 zinco-carbono. importante observa que as pilhasde ltio apresentam uma auto descarga quase imperceptvel, o que permite armazena-las por perodos trs vezes mais longos em relao s de mercrio e at cinco vezesmais longos em relao s de zinco-carbono, sem que apresentem uma perdasignificativa de eficincia.

Acumuladores ou baterias de chumbo

Constituem os tipos mais comuns de baterias secundarias ou recarregveis. Soformados por uma srie de clulas individuais interligadas, cujo nmero depende datenso que se deseja obter. A clula elementar se constitu de dois eletrodos base dechumbo, imersos num eletrlito constitudo por uma soluo de cido sulfrico em gua.O eletrodo positivo contem xido de chumbo PbO2 O negativo contm chumbo em formaesponjosa. Se entre o anodo e o catodo se inserir um carga por meio dela se ir produziruma corrente eltrica. Com isso, desencadeiam-se reaes qumicas no interior dabateria, gerando o fluxo de eltrons necessrio para manter a corrente circulando. No

decorrer dessas reaes, tanto o xido de chumbo como o chumbo em estado puro soatacados pelo cido sulfrico, resultando em sulfato de chumbo e gua. Quando aquantidade de cido baixa e a de sulfato alta o suficiente para cobrir completamenteos eletrodos, as reaes internas diminuem e a tenso na bateria decresce, assim comoa corrente. Esta chega a nveis to baixos que se torna impossvel continuaralimentando a carga externa. Nesse caso dizemos que a bateria est descarregada.No processo inverso, ou seja, carga, a bateria recebe tenso de um gerador externo queprovoca a passagem de corrente no seu interior, mas no sentido contrario ao dadescarga. Em conseqncia disso, o sulfato de chumbo se combina com a gualiberando sobre os eletrodos o chumbo e o xido de chumbo originais e devolvendo soluo de eletrlito o cido sulfrico anteriormente consumido. Se a operao de carga

se estender alm do tempo necessrio eliminao dos sulfatos dos eletrodos, vai-seproduzir uma sobrecarga da bateria e, a partir desse momento, a corrente interna fardecompor a gua em seus componentes (oxignio e hidrognio).Na bateria, a capacidade de fornecimento de energia determinada principalmente pelaquantidade de xido de chumbo contida no anodo, que pode ser facilmente combinada




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_______________________________________________________________________com cido sulfrico para produzir chumbo. O catodo contem aproximadamente a mesmaquantidade de chumbo existente no anodo, mas sua eficincia durante as reaes decarga e descarga superior. A tenso de cada clula elementar tem um valor nominalde 2V.Durante o processo de carga, trs ciclos diferentes se apresentam.Entre os vrios tipos de baterias secundrias, as de chumbo so as mais econmicas.Elas podem realizar cerca de 200 ciclos de carga/descarga completos, atingindo at500/600 ciclos com descarga de 60%. Quando descarregadas tendem a acumularsulfato, reduzindo seu periodo de vida, mas em condies convenientes estocagemchegam a durar seis meses a oito anos. no campo automobilstico que so mais empregadas, em geral modelo de seis clulasligados em srie, com uma tenso nominal de 12V.

Baterias de nquel-cdmio

O segundo grupo de baterias secundrias formado pelas baterias de nquel - cdmio.Estas tambm apresentam o mesmo processo de carga e descarga que observamosnas de chumbo, mas com diferenas significativas quanto ao funcionamento.Uma bateria elementar de nquel-cdmio formada por dois eletrodos separados por umisolante, enrolados um sobre o outro e imersos num eletrolito. O eletrodo positivo ouanodo constitudo de nquel e tem sobre a superfcie externa um composto mais ativo, base de hidrxido de nquel. O eletrolito constitudo por uma soluo de hidrxido depotssio.Quando entre os dois eletrodos se interpe uma resistncia de descarga, uma diferenade potencial produzida; uma corrente comea a circular, dando incio ao processo de

descarga da bateria.No decorrer do processo de carga, a bateria submetida a uma tenso externa inversae os hidrxidos dos eletrodos se decompem, liberando cdmio, nquel e gua; depoisde um determinado tempo a bateria fica exatamente como nas condies iniciais.

As baterias de nquel cdmio custam quase o triplo das de chumbo, mas oferecemvantagens. Podem ser conservadas em estoque tanto carregadas quanto recarregadas,sem que sua durabilidade seja afetada. Alguns modelos podem realizar 30 000 ciclos decargas e descargas.Em geral, essas baterias so indicadas quando h necessidade de um modelo leve eporttil, de longa durao e que dispense manutenes peridicas.




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Introduo aos TiristoresIntroduo aos Tiristores

So os componentes bsicos da Eletrnica Industrial, chaveando grandes cargas,como motores, eletroims, aquecedores, convertendo CA em CC, CC em CA e gerandopulsos de controle para outros tiristores.

Trava ideal a transistores

A estrutura semicondutora comum (com variaes) dos tiristores PNPN. A travaideal um circuito que permite compreender o funcionamento dos tiristores.



P

N

P

N

Trava ideal

e estrutura


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_______________________________________________________________________Funcionamento

No circuito, a base do transistor NPN alimentada pelo coletor do PNP, e vice-versa. No h inicialmente corrente de coletor alimentando o outro transistor, e ambos

esto no corte.

Mas se aplicarmos um pulso positivo na base do NPN, ou negativo na do PNP, otransistor ser ativado, fornecendo uma corrente amplificada na base do outro, queamplificar esta corrente fornecendo uma corrente ainda maior base do transistor querecebeu o pulso. O processo leva rapidamente os transistores saturao, fornecendocorrente somente limitada pela carga, o resistor.

Uma vez disparada, a trava s se desliga quando a corrente for limitada a umvalor a um valor mnimo, corrente de manuteno, que no permite manter os




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_______________________________________________________________________transistores na saturao. Isto pode serconseguido desligando o circuito, oucurtocircuitando os emissores.

A trava tambm pode ser disparada poravalanche, aplicando-se umasobretenso entre os emissores, queinicia a ruptura em um dos transistores,alimentando a base do outro, o que leva

saturao como no caso do pulso,anterior.SCR:SCR:

o principal dos tiristores, pelo nmerode aplicaes.

A sigla significa retificador controlado desilcio (Sillicon Controlled Rectificier). Ele

um diodo controlado por pulso, aplicadono gatilho ( gate ). Sua estrutura PNPN igual da trava ideal, sendo o pulsopositivo aplicado no terminal quecorresponde base do transistor NPN, ogatilho. O emissor do PNP o anodo e odo NPN, o catodo do diodo.

SCS:SCS:

um tiristor semelhante ao SCR, mascom dois terminais de disparo,correspondentes s bases dostransistores da trava ideal, gatilho deanodo, Ga, e g. de catodo, Gc,permitindo disparo por pulsos negativoou positivo, respectivamente.

No muito comum, sendo geralmente

de baixa potncia. A sigla significa chavecontrolada de silcio (S de Switch).

Diodo de quatro camadas:Diodo de quatro camadas:




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_______________________________________________________________________ um tiristor de avalanche, sendo disparado com tenses de algumas dezenas de

V. Seu dois terminais so o catodo e o anodo, no h gatilho.

usado em geradores de pulso de disparo de SCR e osciladores dente-de-serra.

GTO:GTO:

Todos os tiristores s se desligam quando a corrente cai abaixo da corrente demanuteno, o que exige circuitos especiais de desligamento em certos casos. O GTOpermite o desligamento pelo gatilho, por pulso negativo de alta corrente, da o nome(Gate Turn Off, desligamento pelo gatilho).

Estruturalmente, similar ao SCR, mas a dopagem e a geometria da camada dogatilho permite minimizar o sobreaquecimento no desligamento (que destruiria um

SCR).

O deligamento feito em geral atravs de descarga de um capacitor.

Foto-SCR:Foto-SCR:

Se expusermos a juno NP central da trava ideal luz, atravs de uma janela elente, esta se comportar como um fotodiodo, fornecendo uma corrente de base aotransistor NPN, e disparando o SCR. Isto permite isolar o circuito de disparo, feito porum LED, do circuito de potncia.

DIAC:DIAC:

Pode ser entendido como dois diodos Schokley em antiparalelo. O seu disparo ocorrequando se atinge a tenso de bloqueio em qualquer sentido, da ordem de 25 a 40 V. usado em geral para disparar o TRIAC, em circuitos de controle de tenso CA porngulo de disparo. Sua estrutura PNP, e funciona como um transistor cuja base s alimentada quando se atinge a tenso de ruptura, o que leva saturao, caindo atenso nos terminais para uns 0.2 V.

TRIAC:TRIAC:

o equivalente ao SCR, para operao em CA. A sua estrutura a maiscomplexa entre os tiristores, contendo diversas regies PNPN que atuam como travas




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_______________________________________________________________________ideais interligadas, o que permite que o disparo seja feito com tenso + ou -, e apolarizao entre terminais principais 1 e 2 (anlogos ao K e A do SCR) + ou - , o que chamado operao em 4 quadrantes.A corrente de disparo menor no quadrante 1(gatilho e terminal principal 2 - MT2 - positivos em relao ao terminal principal 1- MT1)e maior no quadrante 4, (G + e MT2 -).

O TRIAC seria mais comum em aplicaes CA se no fosse menos robusto esensvel (exige bem maior corrente de disparo), alm de mais caro que 2 SCRs ouGTOs em antiparalelo de grandes correntes. usado em controle de lmpadas emotores universais, e chaveamento de cargas at uns 50A.

Disparo dos tiristores

Os tiristores podem ser disparados de diversos modos: atravs de pulso, porngulo de fase em CA e por CC.

O disparo por CC usado em chaveamento de cargas por longos perodos, comolmpadas, calefatores, eletroims e motores, em sistemas de controle tipo liga-desliga epor ciclos. Nestes casos manter a alimentao de gatilho, apesar do consumo deenergia desnecessrio e o aquecimento da juno, simplifica o circuito de comando.

O disparo porngulo de fase tpico de controle de luminosidade de lmpadasem CA (dimmer), e de velocidade de motores universais ou de CC. Nestes, a cada cicloda tenso CA de alimentao, gerada uma tenso defasada por uma ou duas redes

de atraso RC, e quando a tenso atingir a tenso necessria ao disparo do SCR ouTRIAC (mais a do DIAC, se estiver em srie), num dado ngulo de fase, o tiristor disparado. O processo se repete a cada ciclo (ou sericcola, em onda completa), evariando o valor do(s) resistor(es), varria-se a poro do ciclo em que alimentada acarga (ngulo de conduo do tiristor), variando a tenso mdia e eficaz, e a potnciana carga.

O disparo

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