(Parte 01)
UNIDADE DE MEDIDA DE TENSÃO
A tensão entre dois pontos pode ser medida através de instrumentos.
A unidade de medida de tensão
é o volt (v).
Em algumas situações a unidade padrão se torna inconveniente.
A unidade de medida de
comprimento, por exemplo, não é adequada para expressar o
cornprimento de um objeto pequeno,
utilizando-se um submúltiplo, como o cm. ou o mm.
A unidade de medida de tensão (volt) também tem múltiplos
e submúltiplos, adequados a cada
situação. Por exemplo, na eletricidade é usado o volt
e o quilovolt, e na eletrônica o volt e o milivolt.
Denominação
Símbolo
Valo com relação ao volt
Múltiplos
Megavolt
Quilovolt
MV
KV
1000000V
1000V
Unidade
Volt
V
-
Submultiplos
Milivolt
Microvolt
mV
µV
0,001V
0,000001V
A existência de tensão é condição
fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétriws.
A partir dosta unidade, foram
desenvolvidos dispositivos que tem a capacidade
de criar um desequilíbrio elétrico entre dois pontos, dando
origem a uma tensão
elétrica.
Estes dispositivos são denominados genericamente de foorrtes geracloras cde tensão.
Existem vários tipos de fontes geradoras de tensão, entre os quais citam-se:
-pilhas
-baterias
-geradores(máquinas que geram tensão).
por uma pilha ao longo do tempo.
MEDIDA DE TENSÃO CC
A medida de tensão CC consiste na utilização
correta de um instrumento com o objetivo de determinar a tensão
presente entre dois
pontos. A medição pode ser usada
para determinar a tensão fornecida por uma fonte geradora de tensão
CC.
Existem dois tipos de instrumento através dos quais se pode medir tensão CC.
- Voltímetro ou milivoltímetro
- Multímetro
CORRENTE
Corrente elétrica é o fluxo de elétrons através de um condutor em um circuito elétrico.
A corrente é medida em termos de uma unidade
chamada ampére. O número de amperes exprime a quantidade
de corrente que
está fluindo no circuito. Uma lâmpada
elétrica, por exemplo, wnsome 0,25 amperes (a abreviação
é A) da fonte de tensão.
Uma lâmpada de 100 watts consome aproximadamente
1 A de uma tomada doméstica de 115V. Alguns ferros elétricos,
torradeiras
e aquecedores usam lOA. L'ma bateria de automóvel
fornece l00A ou mais ao motor de arranque.
VALORES GRANDES e PEQUENOS
Os valores de tensão e corrente podem ser
muito grandes ou pequenos. Como não é prático falar-se
ou escrever-se SOO.OOOV ou
0.003 A inventaram-se unidades mais convenientes.
Usando-se este sistema as quantidades mencionadas acima se tornam 500
quilovolts (500 kV) e 3 miliampères (3
mA), respectivamente. U'm quilovolt representa 1000 volts e um miliampère,
0,001 ampère A
tabela que se segue o ajudará na conversão.
A tabela que se segue o ajudará na convenção.
Quando vc vê
Faça isso para converter
Exemplo
Mega ou M
Multiplique por 1.000.000
2MV são 2.000.000V
Quilo ou K
Multiplique por 1.000
5KA são 5.000A
Mili ou m
Divida por 1.000
7mV são 0.007V
Micro ou µ
Divida por 1.000.000
9µA são 0,000009
Nano ou n
Divida por 1.000.000.000
5nV são 0.000000005
Pico ou p
Divida por 1.000.000.000.000
4pA são 0,000000000004
CORRENTE CONTÍNUA
Uma corrente que tem sempre o mesmo sentido é
chamada de eorrente contínua. As pilhas secas e as baterias são
fontes de
corrente contínua. Alguns tipos de geradores
elétricos também fornecem corrente contínua.
EXISTE TAlMBÉM TENSÃO CONTÍNUA?
Sim. U'ma tensão que dá origem a
uma corrente contínua e não varia no tempo é chamada
de tensão contínua. A abreviação de
corrente contínua é CC, sendo assim
a tensão contínua é chamada de tensão CC.
SENTIDO DA CORRENTE
Marcando os terminais de uma fonte de tensão
com os sinais maís(+) e menos(-), indicamos o sentido em que a corrente
circula no
circuito. Há dois sistemas para descrever
o sentido da corrente - o convencional e o eletrônico.
A teoria da corrente convencional foi a primeira
a ser elaborada. Seu precursor foi Benjamin Franklin e eIa ainda é
usada em muitos
livros de engenharia. Diz-se que a corrente convencional
sai do terminal positivo da fonte de tensão, atravessa o circuito
e volta para
o terminal negativo da fonte.
A teoria da corrente eletrônica é
mais recente, permite uma explicação mais clara da passagem
de corrente através do circuito.
Esta teoria diz que a corrente sai do terminal
negativo(-), atravessa o circuito e volta ao terminal positivo(+) da fonte
de tensão.
A corrente é que faz todo o trabalho necessário
para o funcionamento de qualquer dispositivo elétric,o ou eletrônico.
seja qual for a
aplicação, entretanto, é
necessário que exista um caminho contínuo entre os dois terminais
de uma fonte de tensão para que possa
existir corrente.
TENSÃO ALTERNADA
A tensão alternada tem origens mecânicas
e eletromagnéticas, por exemplo, os geradores nas hidrelétricas
que através de
mecanismos aproveitam enormes quedas d'água
para girarem turbinas que produzirão uma variação
elétrica em seus terminais de
saída. Tal variação elétrica
é conseqüência da rotação de indutores
internos que cortam imensos campos magnéticos criados por
imãs. Esta variação se torna
senoidal devido à forma circular da turbina.
A tensão gerada varia ora negativa ora
positiva no tempo como ilustrado na figura abaixo.
CORRENTE ALTERNADA
Uma corrente que muda de sentido a intervalos
regulares é chamada corrente alternada (CA). A corrente alternada
apresenta certas
características muito úteis. Os
dois motivos principais para usarmos a corrente alternada são:
Motivo 1: As tomadas domésticas fornecem
tensão alternada. Esta tensão é produzida por geradores
localizados a muitos
quilômetros de distância. Nos primeiros
dias da eletricidade usava-se CC para fins domésticos. Entretanto
a CC só pode percorrer
curtas distâncias.
A CA pode ser facilmente transformadas para valores
mais altos ou mais baixos. Essa característica torna possível
transmitir
economicamente a CA a longas distâncias.
Em conseqüência, pode-se construir usinas geradoras de CA em
fontes remotas de
potência hidráulica e fornecer essa
eletricidade a consumidores distantes. Um bom exemplo desta explicação
é a usina geradora de
Paulo Afonso, que fornece eletricidade a Fortaleza,
situada a centenas de quilômetros de distância.
Motivo 2: Muitas formas de energia, como o som
e as ondas de rádio, por exemplo, são regiões de pressão
alternadamente máxima
e mínima. Quando essas ondas são
transformadas em eletricidade, como o telefone, a corrente resultante também
é alternada e o
som é portanto transmitido fielmente.
LEI DE OHM
Um cientista alemão, George Simon Ohm,
após observar os fenômenos relacionados com a tensão
e a corrente elétrica, enunciou
sua lei:
"Todo condutor opõe uma resistência
ao movimento das cargas por ele; tal propriedade recebe o nome de resistência
elétrica e
depende das dimensões geométricas
do condutor, do material que o constitui e da temperatura em que ele se
encontra; a
resistência elétrica de um condutor
limita a corrente elétrica que por ele pode circular sob a ação
de uma dada diferença de
potencial nele aplicada."
A unidade de resistência elétrica
é o ohm e representa a resistência de um condutor pelo qual
circula uma corrente de 1 A, quando
se Ihe aplica uma ddp de 1 V. R (resistência)=
V(ddp)/ I(corrente) R (ohms) = V(volts)/ I (ampéres)
A lei de Ohm pode ser então enunciada da seguinte forma:
"A intensidade da corrente elétrica I,
permanente num condutor, a temperatura constante é igual à
diferença de potencial V, entre
seus extremos, dividida pela resistência
R, do condutor."
I (corrente) = V(ridp)/R (resistência)
Das duas primeiras equações, ainda podemos escrever:
V (ddp) = I (corrente) x R (resistência)
RESISTORES
No que se diz respeito à sua capacidade
de conduzir corrente elétrica todos os materiais podem ser classificados
como isolantes,
semicondutores e condutores. Isolantes como borracha
e vidro não deixam facilmente passar uma corrente elétrica.
Os condutores
como o cobre e o alumínio deixam passar
uma corrente sem quase nenhuma oposição. Os semicondutores
deixarão passar uma
corrente elétrica, porém com alguma
oposição. Um resistor é exemplo de um componente semicondutor.
Toda vez que uma corrente Bui através de um resistor ocorrem dois efeitos:
- Sempre há produção de calor.
- Sempre ocorre uma queda de tensão.
Existem três aplicações principais para resistores. Você deve sempre lembrar-se disto ao estudar circuitos elétricos.
- Os resistores são usados para limitar corrente.
- Ds resistores são usados para introduzir uma queda de tensão.
- Os resistores são usados para gerar calor.
A figura mostra exemplos destas aplicações.
Na figura (a) a velocidade do motor de cc
é controlada mudando a intensidade da corrente que passa pelo mesmo.
Quando a chave
for desligada não haverá fluxo
de corrente e o motor pára. Quando a chave está na posição
ALTA VELOCIDADE , não há resistência
no circuito e a corrente máxima flui através
do motor. Com a chave na posição BAIXA VELOCIDADE, a corrente
do motor deve fluir
através do resistor R. O efeito do resistor
é reduzir a corrente no motor, com isto diminui a velocidade.
A figura B mostra como um resistor pode
ser usado como divisor de tensão. Uma lâmpada de 3V deve ser
ligada a uma fonte de
12V. Se você ligar a lâmpada diretamente
à bateria ela irá queimar-se. Ligando-a em série com
o resistor conforme indicado na
ilustração, a lâmpada não
irá queimar-se. A queda de tensão sobre o resistor é
de 9V e os 3V restantes sofrem queda sobre a
lâmpada. Observe que a soma das quedas
de tensão deve ser igual à tensão aplicada que é
de 12V neste caso. Isto é sempre
certo.
O QUE É UM OHM ?
A resistência é o valor da oposição
ao fluxo de corrente no circuito. É medida em ohms. Um ohm é
a unidade que diz quanta
oposição um resistor oferece ao
fluxo de corrente. Quanto maior a resistência em ohms, maior é
a oposição à corrente.
Valores maiores de resistência são expressos em KILOHMs e MEGAOHMs.
Um kilohms representa 1000 ohms, assim como um megaohms representa 1000000 de ohms.
Existem vários tipos de matérias de que são construídos os resistores, como por exemplo:
o carvão, o óxido metálico, o silício e o germânio. Dependendo do material de que é construído o resistor podemos lhe dar nomes.
Existem vários tipos de resistores dentre quais podemos destacar : os resistores de carvão ,
os de fio, os varistores (resistores que variam sua resistência de acordo com a tensão aplicada
em cima dos seus terminais), os termistores (resistores que variam sua resistência de acordo com
a temperatura em que se encontra ), LDRs (resistores que variam sua resistência de acordo com a
incidência de luz no mesmo), e os potênciometros que são resistores reguláveis manualmente.
Os resistores tem características fundamentais que são essenciais para sua identificação.
Tais características são: código
de cores , potência, tolerância e tipo como citado acima. POTÊNCIA
é o trabalho realizado pelo
resistor em forma de calor ,ou seja, dissipação
máxima de calor que o resistor pode liberar.
TOLERÂNCIA é a variação
do valor que um resistor pode ter sem comprometer o funcionamento do circuito.
A tolerância também é
representada do mesmo modo que o valor do resistor.
Geralmente existem tolerâncias de 1 %, 2%, 5%, 10% e 20%. Por exemplo
um resistor de 10 ohms com uma tolerância
de 10% ,pode variar seu valor para I 1 ohms ou para 9 ohms sem comprometer
o
funcionamento de nenhum circuito para qual ele
foi projetado.
CÓDIGO DE CORES é um código
usado para identificar o valor do resistor no seu corpo fsico. Alguns resistores
apresentam
números decimais diretamente gravados
em seu corpo.
O código de cores é representado
por faixas coloridas gravadas no corpo do resistor sendo que cada faixa
representa um valor
determinado.
As cores que determinam o código de cores são apresentadas na tabela abaixo.
Seu valor é de 2.200 ohms, sendo que a
primeira faixa representa o número 2, a segunda faixa também
o número 2, a terceira faixa
a quantidade de zeros a serem incluídos
e a quarta faixa indica a tolerância de 10%.
Um resistor com as seguintes faixas:
1- verde
2- azul
3- ouro
4- sem cor
Seu valor é de 5,6 ohms, sendo que a primeira
faixa representa o número 5, a segunda faixa o número 6,
a terceira representa o
fator multiplicativo (no caso 0,1 ) e na quarta
faixa a tolerância que no caso é de 20%.
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
Os resistores podem ser associados de tal forma
que apresentem cargas resistivas a uma fonte de tensão. Tais associações
podem ser série, paralela ou mista.
ASSOCIAÇÕES EM SÉRIE
Em um circuito série, cada resistor é
ligado um após o outro em seqüência, sendo que liga-se
apenas um terminal de cada resistor
ao seu próximo, como ilustra a figura
abaixo.
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Hack and Phreak group