Eltrica Eletrnica

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ndiceNDICE....................................................................................................................................................................................2 RESISTORES .........................................................................................................................................................................5 GENERALIDADES ...................................................................................................................................................................5 RESISTNCIAS FIXAS..............................................................................................................................................................5 RESISTNCIAS VARIVEIS ......................................................................................................................................................7 EXEMPLOS DE VALORES ........................................................................................................................................................8 CDIGO DE CORES PARA RESISTORES ..................................................................................................................................11 RESISTORES ESPECIAIS .................................................................................................................................................12 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................12 RESISTORES SENSVEIS TEMPERATURA .............................................................................................................................13 RESISTORES SENSVEIS A VARIAES DE TENSO ................................................................................................................14 RESISTORES SENSVEIS A VARIAES DO CAMPO MAGNTICO .............................................................................................14 RESISTORES SENSVEIS S SOLICITAES MECNICAS ........................................................................................................15 RESISTORES SENSVEIS INTENSIDADE LUMINOSA (FOTO-RESISTORES) .............................................................................15 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................17 CAPACITORES ...................................................................................................................................................................18 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................18 CAPACITORES DE PAPEL OU POLISTER ...............................................................................................................................20 CAPACITORES DE MICA ........................................................................................................................................................20 CAPACITORES DE CERMICA ...............................................................................................................................................21 CAPACITORES ELETROLTICOS DE ALUMNIO .......................................................................................................................22 CAPACITORES ELETROLTICOS DE TNTALO ........................................................................................................................23 CAPACITORES VARIVEIS ...................................................................................................................................................24 CAPACITORES OU TRIMMER CAPACITOR...........................................................................................................................25 CDIGOS DE CORES PARA OS CAPACITORES .........................................................................................................................26 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................27 INDUTORES ........................................................................................................................................................................28 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................28 INDUTORES A AR..................................................................................................................................................................29 INDUTORES COM NCLEO MAGNTICO ................................................................................................................................31 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................32 SEMICONDUTORES ..........................................................................................................................................................34 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................34 JUNES ..............................................................................................................................................................................34 DIFUSO DAS CARGAS .........................................................................................................................................................35 POLARIZAO .....................................................................................................................................................................35 EFEITO CAPACITIVO DA JUNO ..........................................................................................................................................37 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................38 O DIODO SEMICONDUTOR ............................................................................................................................................39 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................39 O DIODO ..............................................................................................................................................................................40 Polarizao do diodo......................................................................................................................................................40 Curvas caractersticas do diodo .....................................................................................................................................41 CRITRIOS PARA ESCOLHA DOS DIODOS A SEMI-CONDUTORES ............................................................................................43 EXEMPLOS DE APLICAES DOS DIODOS..............................................................................................................................45 TIPOS DE INVLUCROS PARA DIODOS A SEMI-CONDUTORES ................................................................................................46 TESTE DE EFICINCIA COM HMMETRO ..............................................................................................................................47 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................48 RETIFICAO DE MEIA ONDA E ONDA COMPLETA.............................................................................................49 Pgina 2 de 158

INTRODUO .......................................................................................................................................................................49 RETIFICAO MONOFSICA DE MEIA-ONDA ........................................................................................................................50 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................55 RETIFICAO EM PONTE..............................................................................................................................................56 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................56 PONTE DE GRAETZ...............................................................................................................................................................56 RETIFICAO MONOFSICA DE ONDA COMPLETA COM PONTE DE GRAETZ ..........................................................................57 Consideraes de clculo ...............................................................................................................................................58 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................59 FILTROS CAPACITIVOS..................................................................................................................................................60 INTRODUO .......................................................................................................................................................................60 FENMENOS RELATIVOS CARGA DO CAPACITOR ...............................................................................................................61 FENMENOS RELATIVOS DESCARGA DO CAPACITOR .........................................................................................................62 TENSO NA CARGA DO CIRCUITO FILTRADO ........................................................................................................................64 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................65 TRABALHO EM GRUPO. ........................................................................................................................................................66 FILTROS INDUTIVOS .......................................................................................................................................................67 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................67 DIODO DE RECIRCULAO ...................................................................................................................................................69 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................71 FILTRO LC ..........................................................................................................................................................................72 FILTRAGEM COM CIRCUITO L-C ..........................................................................................................................................72 FILTRO EM ....................................................................................................................................................................73 Exemplos de aplicaes do filtro de ............................................................................................................................74 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................76 TRANSISTORES .................................................................................................................................................................77 GENERALIDADES .................................................................................................................................................................77 INTRODUO AOS TRANSISTORES BIPOLARES (B J T) .......................................................................................................78 EFEITO TRANSISTOR ............................................................................................................................................................79 POLARIZAO .....................................................................................................................................................................80 CORRENTES DE PERDA DO TRANSISTOR ...............................................................................................................................81 TESTES DE VERIFICAO.....................................................................................................................................................82 PARMETROS FUNDAMENTAIS DO TRANSISTOR BIPOLAR..............................................................................83 PARMETROS FUNDAMENTAIS EM CORRENTE CONTNUA. ...................................................................................................83 CORRENTES DE PERDA DO TRANSISTOR ...............................................................................................................................84 EXEMPLO PRTICO ..............................................................................................................................................................85 CURVAS CARACTERSTICAS DO B.J.T. COM EMISSOR COMUM .............................................................................................87 CARACTERSTICA DE COLETOR OU DE SADA .......................................................................................................................88 CARACTERSTICA TRANSFERNCIA OU AMPLIFICAO DIRETA DE CORRENTE.....................................................................89 CARACTERSTICA V I DE ENTRADA .................................................................................................................................89 TRANS-CARACTERSTICA OU CARACTERSTICA DE TRANSFERNCIA....................................................................................90 RETA DE CARGA ESTTICA E PONTO QUIESCENTE ................................................................................................................92 Reta de carga esttica ....................................................................................................................................................93 Corrente de Curto-circuito ( Ic C ). .........................................................................................................................94 Ponto quiescente ou ponto de trabalho ..........................................................................................................................94 Estabilidade Trnica.......................................................................................................................................................95 ESQUEMAS DE POLARIZAO ..............................................................................................................................................96 EQUAES FUNDAMENTAIS ................................................................................................................................................97 CONEXES DARLINGTON ....................................................................................................................................................99 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO (FET) .......................................................................................................101 POLARIZAO DOS FETS...........................................................................................................................................105 Pgina 3 de 158

APLICAES E ESQUEMA COM TRANSISTORES FETS ........................................................................................................108 TRANSISTORES MOSFETS ..........................................................................................................................................110 DIODO CONTROLADO DE SILCIO (SCR) ................................................................................................................116 GENERALIDADES ...............................................................................................................................................................116 TIRISTORES .................................................................................................................................................................116 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO EM CORRENTE CONTNUA ................................................................................................117 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO EM CORRENTE ALTERNADA .............................................................................................118 TESTES DE VERIFICAO ...................................................................................................................................................119 O CONTROLE COM SCRS ............................................................................................................................................121 GENERALIDADES ...............................................................................................................................................................121 TESTES DE VERIFICAO ...................................................................................................................................................123 TESTES DE VERIFICAO ...................................................................................................................................................124 SISTEMAS DE DISPARO PARA SCRS ........................................................................................................................125 CARACTERSTICAS DE DISPARO DO SCR............................................................................................................................125 Disparo com IG em contnua........................................................................................................................................126 Disparo com IG de meia onda......................................................................................................................................127 Disparo com rede defasadora de 0 a 180 ..................................................................................................................128 Disparo por impulsos ...................................................................................................................................................130 TESTES DE VERIFICAO...................................................................................................................................................132 EXERCCIO .....................................................................................................................................................................133 TRIAC, DIAC, SCS, LASCR, GTO...............................................................................................................................134 GENERALIDADES ...............................................................................................................................................................134 TRIAC ...........................................................................................................................................................................134 DIAC.............................................................................................................................................................................135 Circuito de aplicao ...................................................................................................................................................136 COMPONENTES ESPECIAIS DA FAMLIA DOS THYRISTORES.............................................................................................137 S.C.S. (silicon controlled switch)..................................................................................................................................137 GTO (Gate turn off) .....................................................................................................................................................138 DEFINIO E APLICAES DOS TIRISTORES COMPONENTES GATILHADOS ..........................................................................146 CIRCUITOS INTEGRADOS............................................................................................................................................152 NOTAS TECNOLGICAS ......................................................................................................................................................152 RESISTOR MONOLTICO .....................................................................................................................................................153 TIPOS E FAMLIAS ..............................................................................................................................................................153 O CIRCUITO INTEGRADO VISTO COMO MDULO ................................................................................................................154 INVLUCROS .....................................................................................................................................................................156 TESTES DE VERIFICAO ...................................................................................................................................................158

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ResistoresGeneralidades Observe o seguinte circuito:

O circuito eltrico (U) deve funcionar com uma tenso de 50 V; necessrio ento disparar um elemento que provoque uma queda de tenso.

As resistncias podem ser subdivididas no seguinte modo: a fio de massa a depsito de carbono ou metlico a depsito de carbono a fio

fixas Resistncias variveis

Resistncias fixas As resistncias a fio so constitudo por um suporte de cermica sobre o qual enrolado um fio resistivo.

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Resistor esmaltado. A. Terminal estanhado; B. Revestimento em tinta vidrosa; C. Enrolamento; D. Plaquinha terminal, soldada eletricamente; E. Tubo de material de cermica; F. Solda eltrica do extremo do fio da resistncia. O enrolamento constitudo por um fio de constantan, manganina ou nquel-cromo, dependendo do valor da resistncia que se deseja obter: no existem limites para a potncia dissipada (depende da dimenso) e so muito precisas. O valor da resistncia dado pela relao: R = L S

Onde: R a resistncia do fio (r) uma constante intrnseca ao material de que feito o fio (resistividade) L o comprimento do fio S a seo do fio Resistores esmaltados a fio S.E.C.I. Dissipao: 100 W Tolerncia: + 1% Tenso mxima de Trabalho: 2000 V As resistncias de massa so constitudas por uma massa qumica de xidos metlicos, carvo em p ou grafite misturados com substncias adesivas apropriadas.

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Terminais

So de pouca preciso (tolerncia 10-20%) e so construdas para dissipar uma potncia de at 3W. As resistncias a depsito de carbono ou metlico so constitudas por um suporte de cermica sobre o qual se deposita uma pelcula resistiva de carbono ou metlica. Para aumentar a resistncia sobre a pelcula grava-se uma espiral.

Pode-se construir com grande preciso (tolerncia 1-2%) e com potncia dissipvel at 3W.

Resistncias variveis So resistores que tm um cursor de acordo com a posio determinam o valor da resistncia inserida. O deslocamento do cursor pode ser do tipo retilneo ou angular.

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Potencimetros a curso National Com tomada 50% Sem interruptor Com sinal duplo Dissipao mxima: 0,25 W tenso mxima de trabalho: 150 Vcc. Variao: linear Montagem: Com parafuso Comprimento percurso: 45mm

Exemplos de valores 20 k + 20 k 50 k + 50 k 100 k + 100 k 500 k + 500 k 1M + 1M

As resistncias variveis a fio so as mais precisas e podem dissipar potncias maiores (exemplo, os reostatos de partida para os motores). Reostatos A fio profissionais Dissipao nominal: 100W Tolerncia: 0 + 20% Tenso limite: 1000V Coeficiente de temperatura: De 0, 00008 a 0, 00014 Binrio de rotao do eixo acionador 0,15 + 0.25 kg / cm ngulo de rotao: 300

Exemplos de valores 4,7 47 100 1 k

As resistncias a fio podem ser tambm do tipo semi-fixo, quando no lugar do cursor tem-se um anel fixado com um parafuso.

As resistncias variveis a depsito so constitudas por um suporte isolante (baquelite) sobre o qual depositada a substncia resistiva. Podem ser rotativas ou retilneas (slides). As potncias dissipadas so da ordem do watt.

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Existem potencimetros semi-fixos de potncia muito pequena chamados Trimmer potenciomtricos para serem fixados sobre circuito impresso. Potencimetros semi-fixos Dissipao mxima: 0,05 W a 40C tenso mxima de trabalho: 250 Vc.c Variao: linear Montagem: vertical com circuito impresso Comando: com chave de . parafuso Em alguns casos para uma maior regulagem so usados potencimetros multi-giros (Elipot). A potncia mxima dissipada de cerca 5 W. Potencimetros Multi-giros a fio Dissipao mxima : 5 W Tolerncia: + 3% Variao: linear Tolerncia de linearidade: + 25% Nmeros de giros: 10 Nmeros de revolues: 10 Durao : 10 giros 20 HP10S

Uma resistncia varivel dita linear quando, durante todo o percurso, para os deslocamentos iguais do cursor, tem-se variaes iguais da resistncia. Os potencimetros lineares so marcados com a letra A, estampada no invlucro.

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POTENCIMETRO LINEAR (1 M A) Uma resistncia varivel dita logartmica quando o deslocamento do cursor faz variar o valor da resistncia segundo uma escala logartmica. Tais potencimetros so marcados com a letra B impressa ou estampada no invlucro.

POTENCIMETRO LOGARTMICO (1 M .B)

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Cdigo de cores para resistores A maioria dos resistores no comrcio no tm o valor escrito sob forma de nmero mas sim sob a forma de faixas coloridas. Cada faixa assume, segundo sua posio, um certo valor.

Para identificar o valor destas resistncias usa-se o CDIGO DE CORES COR Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Ouro Prata I ANEL 1 algarismo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 II ANEL 2 algarismo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 III ANEL Multiplicador 1 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 : 10 : 100 IV ANEL Tolerncia + 1% + 2% + 5% 10%

Sem o IV anel a tolerncia de + 20%

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Resistores EspeciaisGeneralidades Em alguns aparelhos automticos, so necessrios componentes especiais sensveis s variaes das principais grandezas fixas, como luz, temperatura, fora, ddp, magnetismo, etc.

Para estes controles pode-se usar resistncias especiais em que o valor se modifica em funo da variao da grandeza examinada.

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Resistores sensveis temperatura So denominadas TERMISTORES e dividem-se em dois grupos: a) Termistores N.T.C. (Negative Temperature Coefficient) - coeficiente de temperatura negativo. So componentes obtidos atravs de material semicondutor; a resistncia deles diminui com o aumento da temperatura. Termistores NTC de compensao com invlucro com rosca para contato trmico Resist. a 20C: 1k Variao R/C: 41% Constante de dissipao: 30 mW/C Tolerncia: + 20% Dimenses: 10x4 Os N.T.C. so construdos para valores compreendidos entre alguns dcimos de ohm e alguns centsimos de k .

Caractersticas de funcionamento do N.T.C. b) Termistores P.T.C. (Positive Temperature Coefficient) - coeficiente de temperatura positivo.

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Termitores PTC com coeficiente positivo para medida e regulagem Resist. a 180C: 100 Constante de dissipao: 4 mW/C Temperatura final: 200C [Tf] Resistncia final a Tf: 5 k tenso mxima a 25C: 30V tolerncia: + 5% Dimenso: 4 Os termistores so usados no campo industrial em circuitos de medida e controle da temperatura.

Resistores sensveis a variaes de tenso So chamadas VARISTORES ou V.D.R. (Voltage Dependent Resistor). A resistncia dos VDR diminui quando se aumenta a tenso aplicada. Varistores VDR Tenso para 200 A: De 340 a 400 V Tenso para 500 A: De 410 a 480 V Dissipao: 0.7 W nom. Dimenses: 5.5x13 Resistores sensveis a variaes do campo magntico So chamadas M.D.R. (Magnetic Dependent Resistor) e o valor resistivo delas aumenta quando se aumenta a intensidade do campo magntico. Resistor Magntico Resist. a 25C: 250 Tolerncia: + 20C Relao Rb/Ro a 25C: + 3 Kgauss= 2.8 + 3.2 + 10 Kgauss = 12 +18 Coeficiente de temperatura: 0 Kgauss= 18 . 10-3 / C + 3 Kgauss = 27.10-3 / C + 10 Kgauss= 29.10-3 / C Dimenso: 4x1.5x0.55

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Resistores sensveis s solicitaes mecnicas So chamadas normalmente de extensmetros (Strain- gage). So constitudas por um fio com alta resistividade colado sobre um suporte isolante, para ter uma sensibilidade elevada o fio moldado como na figura. O suporte com o extensmetro colado sobre o mecanismo especial onde se deseja evidenciar a deformao. As deformaes mecnicas (tores, flexes, traes, etc. determinam a trao ou a compresso do fio resistivo com conseqente variao de sua resistncia, fio em trao = alongamento e reduo da seo reta, ento tem-se um aumento da resistncia fio em compresso = diminuio do comprimento e aumento da seo reta, tem-se ento uma diminuio da resistncia.

1- fio condutor 2- suporte de papel 3- conexes 4- pontos de solda

Resistores sensveis intensidade luminosa (Foto-resistores) Chama-se foto-resistncia aqueles elementos que variam os seus valores resistivos quando se varia a luminosidade qual o elemento exposto. A variao resistiva quase linear.

Caracterstica resistncia

foto-

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Os tipos mais comuns so os de forma cilndrica e podem ser a iluminao frontal ou a iluminao lateral. O envoltrio pode ser metlico, estanque, plstico, de resina, de vidro, etc. FOTO-RESISTORES De sulfuro mais seleniete de cdmio. Iluminao: frontal Dissipao: 0.15 W a 25C Tenso mxima de trabalho: 200 Vc.c Invlucro: resina acrlica Resistncia : No escuro 0 lux : 5 M Com iluminao 100 lux: 9 k + 50% Dimenses: 12x4

So usados nos circuitos conta-peas, antifurtos, interruptores crepusculares, exposmetros, etc. e em todos os casos que se precisa notar variaes de iluminao.

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Testes de Verificao 1) O termistor um componente sensvel s variaes de: __Temperatura __ luminosidade __ tenso __ campo magntico 2) 0 smbolo da fotoresistor :

3) Para assinalar as solicitaes mecnicas sobre uma carroceira em prova usa-se: __termistor __varistor __strain-gages (transparentes) __fotoresistncias 4) O varistor um componente sensvel s variaes de: __temperatura __luminosidade __tenso __freqncia

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CapacitoresGeneralidades Observem os seguintes circuitos:

1) O CAPACITOR SE CARREGA

2) O CAPACITOR PERMANECE CARREGADO

3) O CAPACITOR SE DESCARREGA

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O capacitor um elemento capaz de acumular cargas eltricas e de devolv-las em um segundo tempo Os capacitores podem ser assim classificados:

CAPACITORES

Esquematicamente, os capacitores podem ser assim representados:

CAPACITOR FIXO

CAPACITOR VARIVEL

CAPACITOR ELETROLTICO

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Capacitores de papel ou polister As armaes so constitudas por folhas de estanho ou alumnio finssimas e o dieltrico de uma folha de papel embebida em um lquido isolante que impede a absoro de umidade. Existem capacitores de papel metalizado que so mais prticos de manusear. Os capacitores de polister diferenciam-se daqueles de papel pela diferente constituio do dieltrico.

CAPACITOR DE POLISTER

CAPACITOR DE PAPEL

Capacitncia Nominal CARACTERSTICAS ELTRICAS PRINCIPAIS Tenso nominal de trabalho Tolerncias sobre os valores mx Temperatura mx de trabalho

___ ___ ___ ___

de l nF a dezenas de F at 1500 V +- 20% ~150C

Capacitores de mica Os capacitores de mica so constitudos por camadas superpostas de mica e lminas de alumnio muito finas, ou ento de folhas de mica prateadas. So particularmente usados nos circuitos a alta freqncia.

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Capacitncia Nominal CARACTERSTICAS ELTRICAS PRINCIPAIS Tenso nominal de trabalho Tolerncia sobre os valores mx Temperatura mx de trabalho

____ ____ ____ ____

de 5 pF a 10 nF at 500 V de +- 2% a +- 5% ~ 60

Capacitores de cermica Para altssimas freqncias de trabalho (HF, VHF) usa-se capacitores de cermica devido menor perda de energia em relao aos outros tipos como os de papel, de polister, etc. Estes so constitudos por um suporte de cermica (dieltricos) sobre o qual se deposita a fogo uma camada de prata. Os capacitores de cermica encontram-se no comrcio essencialmente nas trs seguintes formas:

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CONSTITUIO DE UM CAPACITOR DE CERMICA Condutores terminais envolvidos em torno do tubo e soldados a uma camada de prata

tenso nominal de trabalho CARACTERSTICAS ELTRICAS PRINCIPAIS Resistncia de isolamento entre as armaes Temperatura mxima de trabalho

De at a 1,01,2 KV ~ 104105 M

55C

Capacitores eletrolticos de alumnio Os capacitores eletrolticos de alumnio distinguem-se dos capacitores comuns pela natureza do seu dieltrico; este constitudo por uma camada de xido depositada sobre uma das armaes do capacitor, ativado por um lquido dito eletrlito contido entre as prprias armaes.

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Invlucro de alumnio

A maior qualidade deste tipo de capacitor consiste no fato de acumular em pequeno volume uma elevada capacitncia. A uma mesma capacitncia, ter dimenses maiores aquele que tiver a tenso de trabalho mais elevada.

Valores de capacitncia CARACTERSTICAS ELTRICAS PRINCIPAIS Tenso de trabalho Tolerncia Temperatura de uso

~ 1 F at 20000 F 6 V 500 V muito varivel, Dependendo do tipo -10 ~ + 65C

Capacitores eletrolticos de tntalo So capacitores menores em relao queles de alumnio, com igual capacitncia, e tm uma preciso maior, todavia no so construdos para grandes capacitncias e para tenses de trabalho elevadas.

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PARA OS CAPACITORES ELETROLTICOS:

ATENO S POLARIDADES!!! E TENSO DE TRABALHO Capacitores variveis Observem as seguintes figuras:

A escolha do tipo de programa em um rdio se obtm atravs um comando de sintonia. Tal comando age sobre um

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CAPACITOR VARIVEL

Nestes tipos de capacitores, se obtm a variao da capacitncia diminuindo ou aumentando a superfcie de contato entre os dois sistemas de armaes mveis. So capacitores variveis a ar aqueles cujo dieltrico entre as armaes o prprio ar, ou capacitores de mica quando se utiliza como dieltrico a mica colocada entre as armaes.

Capacitores ou trimmer capacitor So capacitores de ar ou de mica, aqueles cuja variao da capacitncia se obtm usando uma chave de fenda numa sede apropriada.

So usados em calibraes e regulagens que devem permanecer fixas no ponto alcanado.

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Cdigos de cores para os capacitores I Cor Preto Marron Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Coef. De temperat. NPO N/30 N/80 N/150 N/220 N/330 N/470 N/750 P/100. II 1 n. C em pF 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 III 2 n. C em pF 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 IV Multip. De C V Tolerncia C > 10 pF C 10pF

1 20% 10 1% 100 2% 1000 20% 10000 - 5% - 0,01 0,1

Quando no corpo do capacitor existem somente quatro faixas de cores, a leitura a seguinte: I - valor da capacitncia: 1 nmero II - valor da capacitncia: 2 nmero III multiplicador IV tolerncia Neste caso no indicado o coeficiente de temperatura do capacitor. No caso em que se tem somente trs faixas de cores a leitura a seguinte: I - valor da capacitncia: 1 nmero II - valor da capacitncia: 2 nmero III multiplicador EXEMPLO:

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Testes de Verificao 1) Para a escolha de um capacitor, os parmetros fundamentais so: __dimenses e tolerncia __tipo e coeficiente de temperatura __capacitncia e tenso de trabalho __dimenses e capacidade 2) A mxima tenso de trabalho dos capacitores de papel da ordem de: __alguns volts __dezenas de volts __centenas de volts __milhares de volts 3) Os capacitores cermicos e de mica so adequados para circuitos: __a alta intensidade de corrente __a alta freqncia __a baixa tenso __a alta potncia 4) Os capacitores eletrolticos podem funcionar: __S com corrente alternada __S com corrente contnua __Com corrente contnua e com corrente alternada __ Em alta freqncia 5) Os capacitores variveis podem ser: __cermicos ou plsticos __eletrolticos de tntalo __de ar e cermicos __de ar e de mica

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IndutoresGeneralidades Os indutores so componentes que tm a finalidade de introduzir um centro de indutncia em circuito eltrico. Existem INDUTORES A AR INDUTORES COM NCLEO MAGNTICO

e

Esquematicamente, tais elementos so assim representados:

Indutores a ar

Indutores com ncleo magntico

O indutor ou indutncia um elemento capaz de acumular energia eletromagntica e de devolv-la em um segundo tempo.

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Indutores a ar Em prtica, so realizados mediante bobinas com determinados tipos de enrolamento: Bobinas

Enrolamento em espiral plana

Enrolamento solenoidal

Enrolamento em colmia

Enrolamento toroidal

As bobinas com enrolamento do tipo espiral ou retangular plano so usadas nos casos em que se requer preciso e rigidez mecnica. Todavia, este sistema no permite a realizao de bobinas com indutncia elevada.

As bobinas com enrolamento solenoidal com uma ou mais camadas de pequenas dimenses so utilizadas em circuitos oscilatrios e transmissores de baixa potncia.Pgina 29 de 158

So constitudos por um condutor de cobre de seo no relevante, montado sobre um suporte isolante. As espirais so mantidas afastadas entre si por um bloquinho de material cermico.

Para grandes potncias, tais bobinas so feitas do mesmo modo e podem ser resfriadas mediante circulao de gua destilada no interior do tubo de cobre que forma o solenide. As bobinas com enrolamento em colmeia so mais usadas pois permitem obter indutncia de boa qualidade e pequenas dimenses

So formadas por um fio unipolar esmaltado ou recoberto por uma camada de algodo ou seda. O enrolamento, dado o especial processo de fabricao, apresenta uma estrutura hexagonal da qual deriva o termo colmeia.

As bobinas com enrolamento toroidal so empregadas quando se requer que o campo magntico gerado por estas no altere o funcionamento de outras indutncias ou quando se deseja uma proteo das mesmas contra campos parasitas externos.

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Indutores com ncleo magntico Podem ser de dois tipos:

Com ncleo magntico fixo Com ncleo magntico varivel Os indutores com ncleo magntico fixo so empregados com circuitos de nivelamento, como impedncias de modulao, etc. Diferentemente das bobinas a ar, as bobinas com ncleo magntico de mesma indutncia assumem dimenses inferiores. So enroladas em ncleos ferromagnticos laminados ( baixa freqncias ) ou sobre ncleos de ferrita ( altas freqncias )

Os indutores com ncleo magntico varivel, so empregados em circuitos rdio recepto-transmissores e em todos aqueles em que se requer uma calibragem que deve permanecer fixa no ponto alcanado.

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Indutores com ncleo magntico varivel

Indut. mnima: 55H Indut. mxima: 220H Resistncia: 0,5

Ncleo ferromagntico

So formadas do mesmo modo que as bobinas a ar, mas invs de serem enroladas em suportes isolantes ou no ar, so enroladas sobre ncleos de ferrita e ferroxcube

Testes de Verificao 1) O smbolo grfico de indutncia com ncleo magntico :

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2) Os indutores com enrolamento toroidal so: indutores de elevada resitncia hmica indutores a ar ou com ncleo magntico indutores resfrigerados a gua indutores variveis

3) Os indutores com ncleo magntico pode Ter: elevadas resistncia hmica ncleo varivel ncleo fixo ou varivel 4) Os indutores com espiral retangular so usados preferencialmente: em todos os circuitos, indistintamente s em circuitos, indistintamente s em circuitos de alta frequncia onde se requer rigidez mecnica e preciso s em circuitos de baixa frequncia

5) A ilustrao acima representa: um indutor com ncleo magntico um indutor a ar um indutor com ncleo magntico variavl um indutor com ncleo magntico fixo

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SemicondutoresGeneralidades As substncia presentes na natureza podem-se classificar, do ponto de vista eltrico, essencialmente em dois grupos :

Existe, no entanto, uma terceira categoria de materiais: os SEMICONDUTORES. Esses possuem propriedade intermediria em relao quelas das outras duas categorias. Os semicondutores usados na prtica so: o Germanio (GE), o Silcio (SI), o Glio (GA), etc. Por meio de procedimentos tecnolgicos especiais possvel, em um destes materiais produzir uma abundncia de cargas eltricas indiferentemente positivas ou negativas seguindo um trabalho sob o qual o semicondutor submetido. Tal operao chamada DOPAGEM. Examinemos agora os fragmentos de um semicondutor que por comodidade seja em forma de uma barra. Barra de um semi-condutor do tipo P Barra de um semi-condutor do tipo N

Diz-se SEMI-CONDUTOR DE TIPO P se na barra existe um maior nmero de cargas + Junes

Diz-se SEMI-CONDUTOR DE TIPO N se na barra existe um maior nmero de cargas -

Na tecnologia eletrnica, encontra-se vrias aplicaes aos acoplamentos com materiais semicondutores de diversas caractersticas (dopagem do tipo pou do tipo n). Tal operao de difuso com dopagens diferentes sobre uma nica barra de semi-condutor define-se genericamente:Pgina 34 de 158

JUNO P-N

No cristal chama-se PORTADORES DE MAIORIA as cargas livres presentes em maior nmero; PORTADORES DE MINORIA aqueles do sinal oposto.

No instante em que se conclui a dopagem, na zona de juno, sucedem os seguintes fenmenos: Difuso das cargas As cargas livres de maioria prximas zona de juno so de sinal oposto (negativas para o cristal do tipo N e positivas para aqueles do tipo P), ento, por atrao recprocas , as cargas deslocam-se na zona de sinal oposto criando a chamada BARREIRA DE POTENCIAL. Este , portanto, um obstculo do tipo energtico devido ao progressivo acmulo de cargas de sinal oposto.

O aumento da barreira de Potencial, depois de um breve Tempo, restringe um posterior fenmeno de difuso (cargas de nome iguais se repelem) visto que, medida que a barreira se eleva, necessrio sempre uma maior quantidade de energia para as cargas que querem atravess-la. Depois de um breve tempo a difuso se reduz notavelmente e possvel dizer que SE EXTINGUE.

ZONA DE ESVAZIAMENTO OU ZONA DE JUNO

.

Polarizao POLARIZAR SIGNIFICA ALIMENTAR UM COMPONENTE QUE REQUER DETERMINADA POLARIDADE DE ALIMENTAO

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Distinguem-se dois casos:

O componente corretamente com a requerida.

alimentado polaridade

O componente alimentado com a polaridade oposta quela requerida.

Se uma juno P-N polarizada inversamente:

POLARIZAO INVERSA Na figura evidenciado o fluxo dos portadores minoritrios.

Com poucos volts as cargas de maioria param, visto que o campo eltrico inverso impede o atravessamento da juno. Os portadores minoritrios, ao contrrio, permanecem acelerados pelas polaridades da alimentao, e ento, no entanto, no circuito passar uma corrente fraca inversa devida exatamente ao fluxo dos portadores minoritrios. A barreira de potencial AUMENTA e SE ALARGA Se uma juno P-N polarizada diretamente:

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A tenso reduz a barreira de potencial, fornecendo aos portadores majoritrios a energia necessria para superar a zona de esvaziamento; ento, no interior da barra e no circuito externo, tem-se um fluxo de corrente mesmo para tenses bem baixas. Se a tenso se eleva alm de um certo limite ( = 1v ) a barreira se anula provocando uma livre ~ circulao de corrente na barra, isto pode tambm revelar-se perigoso para a juno. Do que foi dito acima, deduz-se a propriedade fundamental da juno P-N, isto : A JUNO CONDUZ EXCLUSIVAMENTE SE FOR POLARIZADA DIRETAMENTE, ISTO , COM O POLO POSITIVO DA ALIMENTAO LIGADO ZONA P E O POLO NEGATIVO LIGADO ZONA N.

Efeito capacitivo da juno interessante notar que a zona de esvaziamento assume sempre as caractersticas de um perfeito DIELTRICO, cuja espessura (no caso de polarizao inversa ) dependente da tenso externa de polarizao. Pode-se ento considerar a juno nestas condies, como equivalente a um capacitor, representando-se as armaduras pelo bordo externo da prpria juno

N.B.: Durante a polarizao direta da juno P-N o fenmeno capacitivo muito menos importante pois, sendo muito baixa a R direta da prpria juno, o circuito modificado no seguinte modo:

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Testes de Verificao 1) Uma juno : __a unio de uma barra de um semicondutor do tipo P com um semicondutor do tipo N. __a difuso de cargas positivas sobre um semicondutor de germnio. __uma barra de um semicondutor dopada diferentemente em dois pontos. __NDA. 2) Na figura, a barreira de potencial : __facilmente supervel pelos eltrons __absolutamente insupervel pois a polarizao inversa __dificilmente supervel porque a polarizao inversa __NDA

3)

Polarizar significa: __alimentar de modo correto um componente respeitando a polaridade __alimentar de modo inverso um componente respeitando a polaridade __alimentar um componente polarizado __NDA

4)

Assinalar o circuito equivalente exato de uma juno polarizada inversamente

5) Na juno polarizada inversamente, a corrente: __ no passa absolutamente __ passa somente se os fios forem de alumnio __ passa somente uma pequena corrente __circula corrente direta

6) Polarizando uma juno diretamente: __a barreira de potencial diminui __a barreira de potencial diminui e se estreita __a barreira de potencial aumenta e se alarga __a barreira de potencial aumenta e se estreita

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O Diodo SemicondutorGeneralidades Observe o funcionamento do seguinte dispositivo:

O FLUIDO PODE CIRCULAR LIVREMENTE

O FLUIDO NO PODE CIRCULAR Dependendo do lado em que foi feita a conexo de entrada para alimentao se obtm ou no a passagem do fluido, ento a vlvula determina o sentido da circulao do fluido.

Em um circuito eltrico as funes da vlvula do exemplo anterior so executadas por um componente eletrnico:

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O diodo

A = anodo = zona P K = catodo = zona N

O diodo essencialmente uma juno P-N cuja zona dopada P constitui o anodo, enquanto a zona dopada N constitui o catodo. Polarizao do diodo O diodo conserva todas as propriedades originais da juno da qual constitudo, por isso: A BARREIRA POTENCIAL DIMINUI... DE

POLARIZAO DIRETA

E O DIODO CONDUZ, PERMITINDO CIRCULAR A CORRENTE

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A BARREIRA DE POTENCIAL AUMENTA...

POLARIZAO INVERSA

E BLOQUEIA A PASSAGEM DE CORRENTE

Curvas caractersticas do diodo

CARACTERSTICA DIRETA

Da caracterstica direta, o importante o seguinte: O diodo polarizado diretamente conduz somente quando a tenso que chega a ele supera um certo limite, que para os componentes de slicio vale 0,6-0,8 volt, para os componentes de germanio este limite em torno de 0,2 volt. Tais valores so susceptveis a variaes para mais ou para menos, ligadas a diversos fatores como tipo do diodo, temperatura, luz, etc.

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Da caracterstica inversa deduz-se que: O diodo polarizado inversamente no conduz, com exceo a uma pequena corrente inversa que flui atravs da juno. se a tenso inversa supera um certo valor (v (br) r), a corrente aumenta rapidamente provocando a destruio da juno, tal valor de tenso inversa pode atingir milhares de volt em alguns diodos de silcio e centenas de volt nos diodos de germanio. CARACTERSTICAS DIRETA E INVERSA DO DIODO DE GERMANIO (0 A 95)

CARACTERSTICAS DIRETA E INVERSA DO DIODO DE SILCIO (BAXI 12)

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Critrios para escolha dos diodos a semi-condutores DADOS TCNICOS DOS DIODOS DE SILCIO (srie BAY) Glass case JEDEC DO-7 Weight approx. 0,2 g Dimensios in mm Diffused Silicon Diodes For general purpose Maximum Ratings Reverse voltage BAY 17 BAY 18 BAY 19 BAY 20 BAY 21 Forward DC current @ T amb = 25 C Rectified current (average) (half-wave rectification) with resis load @ T amb = 25 C Power dissipation @ T amb = 25 Junction temperature Storage temperature range Caracteristics @ Tj = 25 Forward voltage @ I F = 100 mA Leakege current BAY 17 @ VR =12V @ VR =12 V1 tj = 100C BAY 18 @ VR =50V, @ VR =50 V, tj = 100C BAY 19 @ VR =100V @ VR =100 V, tj = 100C BAY 20 @ VR =150V @ VR =150 V, tj = 100C BAY 21 @ VR =300V @ VR =300 V, tj = 100C Valores mximos Tenso inversa VR VR VR VR VR IF IO 15 60 120 180 350 250 1) 200 1) V V V V V mA Corrente contnua direta mA

Ptot Tj TS VF IR IR IR IR IR IR IR IR IR IR

400 1) mW Potncia dissipada 150 C - 55...+150 C 0.8 (< 1) 10 (