Resistores e suas aplicações

Itabirito-Março/2010

Este trabalho tem como objetivo aumentar os conhecimentos técnicos

da disciplina eletrotecnica, ministrado pelo professor Luiz Carlos Leão.

Isabella Borges SantosJéssica Cristina Santos SilvaJoão VitorPaulo VictorStéfane JulianSara Letícia

Índice

Introdução ______________________________________p1

Corpo ______________________________________p2

Conclusão ______________________________________p13

Bibliografia ______________________________________p15

Resistor

Um resistor é um dispositivo elétrico muito utilizado em eletrônica, com a

finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica (efeito joule), a partir

do material empregado, que pode ser, por exemplo, carbono ou

silício. Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à

passagem de corrente elétrica, através de seu material. A essa oposição damos o

nome de resistência elétrica, que possui como unidade ohm.

Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que

permanece constante independentemente da tensão ou corrente elétrica que circular

pelo dispositivo.

Os resistores podem ser fixos ou variáveis. Neste caso são chamados

de potenciômetros ou reostatos. O valor nominal é alterado ao girar um eixo ou

deslizar uma alavanca.

O valor de um resistor de carbono pode ser facilmente identificado de acordo

com as cores que apresenta na cápsula que envolve o material resistivo, ou então

usando um ohmímetro.

Alguns resistores são longos e finos, com o material resistivo colocado ao

centro, e um terminal de metal ligado em cada extremidade. Este tipo de

encapsulamento é chamado de encapsulamento axial. A fotografia a direita mostra

os resistores em uma tira geralmente usados para a pré-formatação dos terminais.

Resistores usados em computadores e outros dispositivos são tipicamente muito

menores, freqüentemente são utilizadas tecnologia de montagem

superficial(Surface-mount technology), ou SMT, esse tipo de resistor não tem

"perna" de metal (terminal). Resistores de maiores potências são produzidos mais

robustos para dissipar calor de maneira mais eficiente, mas eles seguem

basicamente a mesma estrutura.

Grupo de resistores

Conhecendo os resistores

Há duas classes de resistores; são eles os resistores não lineares e os lineares

que podem ser divididos como resistores fixos e os resistores variáveis. Eles

também são classificados de acordo com o material do qual eles são feitos. O

resistor típico é feito de filme de carbono ou filme de metal. Há outros tipos, mas

estes são os mais comuns. 

O valor de resistência do resistor não é a única coisa para considerar ao

selecionar um resistor para uso em um circuito. 

A "tolerância" e as avaliações de energia elétrica ao qual o  resistor  se submeterá

também são importantes. 

A tolerância de um resistor denota a variação do valor da resistência. Por

exemplo, uma resistência com  ±5% tolerância indica um resistor que está dentro de

±5% do valor de resistência especificado como exemplo citamos um resistor de

10.000 Ohms (10KOhms) seu valor real pode estar entre 9500Ohms e 10.500Ohms

(9K5Ohms e 10K5OHms).

A máxima potencia de um resistor é especificado em Watts. A potencia de um

resistor é calculado usando o quadrado da corrente multiplicado pelo valor da

resistência do resistor, obtendo-se assim a potencia que irá se dissipar no

mesmo (I2) x (R). Se a máxima potencia ao qual o resistor é taxado for excedido,

ficará extremamente quente, e pode até mesmo provocar queimadura quando nele

encostamos. A potencia dos resistores em circuitos eletrônicos são tipicamente

taxados em sua grande maioria como 1/8W, 1/4W, e 1/2W. Os resistores de 1/8W

quase sempre são os mais usados em aplicações de circuito comerciais. Ao ligar um

diodo emissor de luz você deve avaliar o fluxo de corrente em que irá trabalhar o

mesmo e tensão onde o mesmo será ligado para poder avaliar a potencia do resistor

que você deve escolher.

Resistência

Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem

de corrente elétrica pelo mesmo, quando existe uma diferença de potencial aplicada.

Seu cálculo é dado pela Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de

Unidades (SI), é medida em ohms.

Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um

número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse

movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem

o metal. Portanto, os elétrons encontram certa dificuldade para se deslocar, isto é,

existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir

essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que

denominaram resistividade elétrica.

Fatores que influenciam na resistividade de um material:

A resistividade de um condutor é tanto maior quanto maior for seu

comprimento.

A resistividade de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua

seção transversal, isto é, quanto mais fino for o condutor.

A resistividade de um condutor depende do material de que ele é feito.

A resistividade de um condutor depende da temperatura na qual ele se

encontra.

Associação de resistores em série

O resistor equivalente é calculado pela fórmula Rt= R1 + R2 + ... (está formula

só é valida para associação de resistências em série) trocando em miúdos o valor da

resistência equivalente é a soma dos valores da resistência. Num circuito onde

tenhamos duas resistências sendo R1 com valor de 100 Ohms e R2 com valor de 20

Ohms, portanto o valor da resistência total é de 120 Ohms, utilizando a formula

teremos Rt= 100 + 20 Caso haja mais de dois resistores em série basta acrescentar

os demais na fórmula e através de uma simples soma obtemos o valor da

resistência equivalente:

Req = R1 + R2 + ... + Rn

Vale a pena lembrar que a corrente elétrica (I) permanece a mesma em todo o

circuito, não variando seu valor nas extremidades dos resistores.

Associação de resistores em paralelo

Os resistores podem ser combinados basicamente em três tipos de

associações: em série, em paralelo ou ainda em associação mista, que é uma

combinação das duas formas anteriores. Qualquer que seja o tipo da associação,

esta sempre resultará numa única resistência total, normalmente designada

como resistência equivalente - e sua forma abreviada de escrita é Req ou Rt.

Características fundamentais de uma associação em paralelo de resistores:

Há mais de um caminho para a corrente elétrica;

A corrente elétrica se distribui entre os componentes do circuito;

A corrente total que circula na associação é a somatória da corrente de cada

resistor;

O funcionamento de cada resistor é independente dos demais;

A diferença de potencial (tensão elétrica) é a mesma em todos os resistores;

O resistor de menor resistência será aquele que dissipa maior potência.

A fórmula para o calculo de qualquer circuito paralelo com qualquer quantia de

resistores e qualquer valor é a que se segue abaixo:

Caso os valores dos resistores sejam iguais, a resistência equivalente é igual

ao valor de uma das resistências dividido pelo número de resistores utilizados.

R.eq. = R / N

Onde N = Número de resistores, em outras palavras,

A Resistência Equivalente com dois resistores de valores diferentes pode ser

definido da seguinte forma:

Para mais de dois resistores associados em paralelo deve-se aplicar a seguinte

equação:

Calculando a queda de tensão

Uma das principais aplicações de resistor é como divisor de tensão. Dois

resistores são colocados em série, e uma tensão é aplicada entre os seus extremos,

e um ponto de saída é feito comum a ambos. A tensão dc sofrerá uma queda no

primeiro resistor e aparecerá reduzida na saída do ponto comum.

A figura ao lado ilustra um circuito divisor de tensão. A

tensão de 100 Volts no extremo provoca uma corrente

de 1Amper que, ao atravessar R1, resulta numa queda

de 60x1A = 60 Volts (Lei de Ohm U = R X I). Se a tensão

é 100Volts no extremo com a queda será 100-60 =

40Volts no ponto comum P, mas não se esqueça a

corrente estará limitada.

Resistores de filme carbono

Resistor barato este é o propósito do resistor de filme carbono, estes

resistores são encontrados normalmente com tolerância de ±5% do valor da

resistência. E potencia freqüentemente utilizada de 1/8W, 1/4W e 1/2W.

Os resistores de filme de carbono têm uma desvantagem; eles tendem a ser

eletricamente ruidoso. São recomendados resistores de filme metal para uso em

circuitos analógicos onde são exigidas extrema precisão. Porém, eu nunca

experimentei qualquer problema com este barulho em projetos cotidianos.

O tamanho físico dos resistores de filme carbono são diferentes e descrevo

abaixo.

Foto de cima para baixo temos:

1/8W

1/4W

1/2W

Potencia(w) Diâmetro (mm) Comprimento (mm)

1/8 2 3

1/4 2 6

1/2 3 9

Este resistor é chamado rede de resistor em linha (SIL). É feito com vários resistores do mesmo valor, tudo em um invólucro. Um lado de cada resistor está conectado com um lado de todos os outros resistores internamente. Na fotografia da esquerda, são mostrados 8 resistores em linha no invólucro. Cada um dos terminais no invólucro é um resistor. O nono terminal no lado esquerdo é o terminal comum. O valor de face da resistência é impresso. (Depende do Fornecedor.) Algumas redes de resistor têm uns "4S" impresso no topo da rede de resistor. Os

4S indicam que o invólucro contém 4 resistores independentes dentro. O alojamento

tem oito terminais em vez de nove. A instalação elétrica interna destas redes de resistor típicas está ilustrada abaixo. O tamanho (parte preta) da rede de resistor que eu tenho é como segue: Para o tipo com 9 terminais, a espessura é 1.8 mm, a altura 5mm, e a largura 23 mm. Para os tipos com 8 terminais, a espessura é 1.8 mm, a altura 5 mm, e a largura 20mm. Estas medidas variam conforme o tipo e o fabricante.

Resistores de metal filme

Resistores de filme metal são usados quando uma tolerância mais precisa é requerida. Eles são muito mais precisos em relação aos resistores de filme de carbono. Eles têm tolerância de ±0.05% . Eu não uso nenhum resistor de tolerância tão precisa em meus circuitos. Resistores com aproximadamente ±1% são mais que suficiente. O material utilizado na fabricação do resistor de metal filme é o Ni-Cr (Niquel chromo). O resistor de filme metal é usado para circuitos de ponte, circuitos de filtro, circuitos analógicos de precisão e baixo-barulho.

De Cima para baixo temos:

1/8W (tolerância±1%)

1/4W (tolerância ±1%)

1W (tolerância ±5%)

2W (tolerância ±5%)

Potencia (W) Diâmetro (mm) Comprimento (mm)

1/8 2 3

1/4 2 6

1 3,5 12

2 5 15

Resistores variáveis

Há dois modos gerais nos quais os resistores variáveis são utilizados. O que a pessoa tem o acesso e pode mudar o seu valor facilmente, como o ajuste de volume de um Rádio (Potenciômetro). O outro é um resistor variável semi-fixo (trimpot) utilizado por uma pessoa qualificada para efetuar ajuste para perfeito funcionamento do circuito. É usado para ajustar a condição operacional do circuito pelo técnico. Os resistores Semi-fixos são utilizados para compensar as inexatidões dos resistores. O ângulo de rotação do resistor variável comum é aproximadamente 300 graus, Entretanto alguns resistores variáveis devem ser virados muitas vezes (entre 2 e 30 vezes) para usar a gama inteira da resistência que eles oferecem. Isto permite ajustes muito preciso em seu valor. “Estes potenciômetros são chamados de “Potenciômetros multivoltas” ou trimpot multivoltas”

Na fotografia à esquerda, o resistor variável tipicamente usado para controles de volume pode ser visto na ponta direita. Seu valor é muito fácil ajustar. Os quatro resistores ao centro da fotografia são o tipo semi-fixo. Estes trimpot são montados em placa de circuito impresso. Os dois resistores na esquerda são o trimpot multivoltas.

Este símbolo é usado para indicar um resistor variável em um esquema ou diagrama de circuito.

Há três modos nos qual o valor de um resistor variável pode mudar de acordo com o ângulo de rotação de seu eixo. "1" Quando gira à direita, no princípio, o valor de resistência muda lentamente e então pelo segundo a metade de seu eixo, muda muito depressa. Tipo "1" tipo de variação do resistor é tipicamente usado para o controle de volume de um rádio, por exemplo. Exibe uma curva logarítmica como a curva c da figura ao lado sua propriedade fundamental é acompanhar a curva característica do ouvido humano.

Tipo "2" - a rotação do eixo e a mudança do valor de resistência estão diretamente relacionadas. A taxa de mudança é o mesmo, ou linear, ao longo da varredura do eixo. Este tipo tem a variação linear conforme mostrado em "B" da figura acima e serve para ajustar equilíbrio no circuito e são chamados de potenciômetros lineares. Tipo "3" muda de modo oposto ao primeiro e é chamado de anti-logarítimico. Nas fases iniciais do eixo de rotação, muda o valor de resistência rapidamente, e pelo segundo meio, a mudança acontece mais lentamente. Este tipo não é muito usado. É um uso especial. A maioria dos resistores variáveis são do tipo "1" ou tipo "2."

Elementos CDS

Alguns componentes podem mudar o valor de sua resistência através da mudança na quantia de luz que incide sobre o mesmo. Um tipo de fotocélula é o Cádmio Sulfide. No Cádmio Sulfide (cd) quanto mais luz incide no elemento menor é o seu valor Ôhmico de sua resistência, existe uma grande gama destes dispositivos que variam de acordo com o tamanho, sensibilidade à luz e valor de resistência etc.

À esquerda vemos uma fotocélula típica CDS. Seu comprimento é de 8 mm, com diâmetro de 4 mm, Quando luz estiver incidindo na fotocélula, o valor é aproximadamente de 200 ohms, e quando na escuridão, o valor da resistência é aproximadamente 2M ohms.

Outros resistores

Além dos resistores carbono-filme e o metal filme, temos ainda o resistor de fio de níquel cromo. O resistor de fio é feito de arame de níquel cromo, e por causa disto, eles podem ser fabricados com valores precisos. Também, e possível fabricar resistores de alta-potência em watts que podem ser feitos usando um fio de níquel cromo mais grosso. Os resistores de níquel cromo não devem ser usados em circuitos de alta freqüência considerando-se sua forma de fabricação que consiste em enrolar espiras do fio isoladamente tornando o resistor indutivo. Ainda outro tipo de resistor é o resistor Cerâmico. Estes são resistores de níquel cromo em um invólucro cerâmico, fortalecido com um cimento especial. Eles dissipam potencias muito altas, de 1 ou 2 watts até dúzias de watts. Estes resistores podem ficar extremamente quentes quando usado para aplicações de altas potencias, e isto deve ser levado em conta ao projetar o circuito. Estes dispositivos podem se tornar tão quentes a ponto de facilmente o queimar se nele você tocar, cuidados especiais devem ser tomados em resistores que trabalham em alta temperatura em placas de circuito impresso para que seus terminais dissipem a caloria de seus terminais para não danificar a solda ou o circuito impresso.

A fotografia na esquerda é de resistores de fio de níquel cromo. O superior é 10W e é o comprimento de 45 mm x 13 mm. de diâmetro.Abaixo é de 50W e é o comprimento de 75 mm, x 29 mm de diâmetro.

O inferior é o cerâmico de metal. Estes dispositivos são separados com uma camada cerâmica.

A fotografia ao lado é um resistor cerâmico de 5W e é seu comprimento é de 22 mm, por 9 x 9 mm, largura e altura.

Termistor (Resistor sensível a temperatura)

O valor de resistência do termistor muda de acordo com temperatura. Esta parte é usada como um sensor de temperatura.

Há três tipos principais de termistor:

NTC (Termistor com Coeficiente de Temperatura negativo)

Com este tipo, o valor de resistência diminui continuamente como as elevações de temperatura.

PTC (Termistor de Coeficiente de Temperatura positivo)

Este tipo aumenta o valor de resistência de repente quando a temperatura subir sobre um ponto específico.

CTR (Termistor Resistor de Temperatura crítica)

Este tipo diminui o valor de resistência de repente quando a temperatura subir sobre um ponto específico.

O NTC é usado para o controle de temperatura.

A relação entre a temperatura e a resistência varia com o tipo de NTC pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

R: O valor de resistência à temperatura T

T: A temperatura [K]

R0: O valor de resistência à temperatura de referência T0

T0: A temperatura de referência [K]

B: O coeficiente

A temperatura de referência utilizada tipicamente é de 25°C que é igual a 298 graus kelvins. A unidade de temperatura a ser utilizado é o Kelvin.

Valor absoluto zero grau Kelvin é igual a -273° graus Centígrados 25°C é igual a 298 graus kelvins.

Códigos de cores para resistor

Cores Valor Multiplicador Tolerância %Preto 0 0 -Marrom 1 1 +/-1Vermelho 2 2 +/-2Laranja 3 3 +/-0.05Amarelo 4 4 -Verde 5 5 +/-0.5Azul 6 6 +/-0.25VioletaLilás

7 7 +/-0.1

Cinza 8 8 -Branco 9 9 -Ouro - -1 +/-5Prata - -2 +/-10Sem marcação

- - +/-20

Exemplo 1 para Resistores Standard 4 faixas:(marrom=1), (preto=0), (laranja=3)

10x 10³ ohmTolerância (ouro = +/-5%)

Exemplo 2 para resistor de Precisão com 5 faixas:(amarelo=4), (violeta=7), (preto=0), (vermelho=2)

470 x 10² = 47k ohmTolerância (marrom) = +/-1%

Espaço pra

conclusão

BIBLIOGRAFIA

Material da Internet

ResistorDisponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Resistor .Acesso em: 10 de Março de 2010

Resistores Disponível em:http://www.novaeletronica.net/q/n1/resistor/resistores/resistor_1.htmAcessado em: 12 de Março de 2010