M3: Tecnologia dos Componentes Eletrónicos

M3: Tecnologia dos
Componentes Eletrónicos
Turma: 2A
Curso Profissional
Técnico de Electrónica, Automação e Computadores
Profs: Paulo Serafim / António Paulo Santos
Objetivos do Módulo
 Conhecer e identificar as características gerais dos componentes eletrónicos.
 Determinar os valores de R e C pelo código de cores
 Identificar componentes electrónicos através dos símbolos
 Consultar livros e Datasheets de componentes
 Identificar componentes electrónicos através do seu código
 Verificar o estado de funcionamento de um componente electrónico com
multímetro
Componentes utilizados em
Circuitos eletrónicos
Os circuitos electrónicos, em circuito impresso (PCI) ou não, podem ser mais ou menos
complexos e com mais ou menos componentes, consoante a função que vão
desempenhar. Os principais componentes electrónicos são:
Resistências (R)
FET
Condensadores (C)
Tiristores
Bobinas (L)
Triacs
Díodos rectificadores (D)
Diacs
Díodos Zener
Circuitos integrados (CI)
Transístores (T)
Componentes utilizados em
Circuitos eletrónicos
 O processador de um computador (PC) é um circuito integrado de resistências,
díodos e transístores interligados que controla o funcionamento do PC, tendo
variadas funções.
 A placa-mãe (MB) de um PC é uma placa de circuito impresso multicamada
constituída por diferentes componentes electrónicos e outros dispositivos, entre os
quais está o processador (μP).
 Os componentes electrónicos são agrupados em 2 grupos:
Componentes passivos: não provocam a transformação do sinal que recebem,
limitando-se apenas a receber energia e a transformá-la ou guardá-la. Ex: R, L, C.
Componentes ativos: provocam transformação do sinal (em amplitude, forma,
frequência, sentido, tipo, ...). Ex: díodos, transístores, Triacs, FET, CI,...
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
Resistências Elétricas
(Componente Passivo)
Resistências Elétricas
• Simbologia e Exemplos:
Resistências Elétricas
• Sistema de identificação por cores:
Resistências Elétricas
 Quando a resistência é identificada pelo código de cores e tem:
 3 riscas: não está definida a 4ª cor (tolerância), o que significa que as resistências
deste tipo têm tolerância 20%.
 4 riscas: são resistências de baixa precisão (de 5% a 20% de tolerância)
 5 riscas: são resistências de precisão (2% de tolerância ou inferior)
 6 riscas: a 6ª cor indica o coeficiente de temperatura
 Letra de identificação em fórmulas: R
 Unidade de medida: Ω (ohm)
 Função: Limitar a corrente (I) ou provocar queda de tensão (q.d.t.)
Resistências Elétricas
 Caraterísticas:
 Valor nominal, em Ω (sempre indicado)
 Potência de dissipação: P = R x I2 (sempre indicado ou reconhecido)
 Tolerância, em % (indica a diferença máxima de variação do valor de resistência)
(sempre indicado)
 Sistema de identificação por cores, código numérico ou alfanumérico
 Coeficiente de temperatura
 Coeficiente de tensão
 Tensão máxima nominal (V)
 Tensão de ruído
 Diagrama de potência – Temperatura
 Caraterísticas resistência – Frequência
 Tipo de ligação (axial ou radial)
 Dimensões físicas
Resistências Elétricas
 TIPOS DE RESISTÊNCIAS:
 DE CARVÃO: (AGLOMERADO ou PELÍCULA)
 METÁLICAS
 ÓXIDOS METÁLICOS
 LDR (resistências variáveis com a luz)
 VDR (resistências variáveis com a tensão aplicada)
 PTC (resistências que aumentam de valor com o aumento da
temperatura)
 NTC (resistências que diminuem de valor com o aumento da
temperatura)
Resistências Elétricas
 CLASSIFICAÇÃO:
 QUANTO AO MODO DE FUNCIONAMENTO:
 LINEAR (EX: Carvão, bobinadas, metálicas)
 NÃO LINEAR (EX: PTC, NTC, LDR, VDR)
 QUANTO AO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO:
 BOBINADAS: de potência, de precisão
 NÃO BOBINADAS: Carvão, bobinadas, metálicas
 QUANTO AO VALOR:
 FIXAS
 VARIÁVEIS: potenciómetros, trimmers,...
Resistências Elétricas
 As resistências de CARVÃO são as mais utilizadas por serem mais baratas e
serem fabricadas desde 0,1Ω até dezenas de MΩ. Por outro lado, têm valores
máximos de potência baixos (1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W), são instáveis,
têm tolerância alta e coeficiente de temperatura negativo.
 As resistências de PELÍCULA metálica são mais caras pois têm uma película
muito fina de ouro. Têm melhor tolerância, são mais estáveis e têm
coeficiente de temperatura positivo.
Resistências Elétricas
 As resistências BOBINADAS são constituídas por fios (de cobre - níquel, ...)
enrolados num suporte. O valor depende do diâmetro do fio utilizado, do
comprimento e da resistividade eléctrica do material. Têm baixa tolerância,
motivo pelas quais são utilizadas em aparelhos de precisão. São fabricadas
para potências mais elevadas (desde W a milhares de W).
Resistências Elétricas
 Valores nominais de resistência:
 A sucessão de valores nominais de resistência ajusta-se a uma
progressão geométrica:
onde N é o valor nominal da resistência na posição n e k é um coeficiente
relacionado com a tolerância (Tabela I)
Nas Tabelas II e III são mostrados os valores normalizados entre 1 e 10. Os
outros valores padonizados podem ser obtidos multiplicando esses valores
por potências de 10.
Resistências Elétricas
Resistências Elétricas
Resistências Elétricas
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
Condensadores
(Componente Passivo)
Condensadores
• Simbologia e Exemplos:
Condensadores
• Simbologia e Exemplos:
Condensadores
•
Sistema de identificação por cores: Semelhante ao sistema utilizado nas
resistências. No entanto, é utilizada outra cor para definir a tensão máxima de
trabalho.
Condensadores
•
Para os condensadores cerãmicos e de poliester, são utilizadas as seguintes
tabelas de cores:
Condensadores
 CONSTITUÍÇÃO: o condensador típico é constituído por dois elétrodos ou placas que
armazenam cargas opostas. Estas duas placas são condutoras e são separadas por um
isolante ou por um dieléctrico.
 LETRA de identificação: F (Farad)
 FUNÇÃO: Armazenar energia elétrica
 APLICAÇÕES: fonte auxiliar de energia, Acoplamento AC, correção do fator de
potência.
Condensadores
 CARACTERÍSTICAS:
 Capacidade nominal, em Farad (F). Na prática, encontram-se condensadores com
capacidades na ordem dos mF, uF, nF e pF.
 Tensão nominal Un, em Volt (V)
 Tolerância em %
 Temperatura de funcionamento T, em oC
 Sistema de identificação por cores, código numérico ou alfanumérico
 Tipo de ligação (Axial ou Radial)
 Dimensões físicas
Condensadores
 TIPOS DE CONDENSADORES:
 CERÂMICOS
 MICA
 PELÍCULA OU FOLHA
 ELECTROLÍTICOS
 HÍBRIDOS
 POLIESTIRENO
 POLIPROPILENO
 POLIÉSTER
 TÂNTALO
 DE DUPLA CAMADA (EDLC)
Condensadores
 CLASSIFICAÇÃO:
 QUANTO AO VALOR:
 Fixas ou variáveis
 QUANTO AO FUNCIONAMENTO:
 Electrostáticos
 Eletrolíticos: Polarizados / não polarizados
 TIPO DE DIELÉTRICO:
 Gasoso (ar, vácuo,...)
 Sólido (cerâmico, papel, ...)
 Líquido (eletrólito, óleo,...)
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
SuperCondensadores
(Componente Passivo)
SuperCondensadores
 Para além dos condensadores convencionais, apareceram no mercado novos tipos de
condensadores, os SuperCondensadores, os quais permitem armazenar quantidades
de energia muito elevadas, podendo ser comparadas ou mesmo melhores do que
algumas baterias.
 Os supercondensadores contêm células de 25, 50 e 150 farads de capacidade, todas
com uma diferença de potencial de 2,7 volts.
SuperCondensadores
 VANTAGENS:
 Desempenho fiável de mais de 500 mil ciclos de carregamento:
 Capacidade de operação em temperaturas que vão dos -40oC aos +65oC;
 Elevada potência e densidade energética
 Invólucro leve e com pouco volume;
 Resistência à polaridade invertida,
 Podem ter um desenho radial de dois pinos para uma instalação mais fácil;
 Não requerem qualquer manutenção durante 10 anos.
SuperCondensadores
 DESVANTAGENS:
 Trabalham geralmente com voltagens baixas, na ordem dos 2 a 3 volts.
SuperCondensadores
 Este tipo de dispositivos é habitualmente usado no campo da robótica e dos sistemas
de automação industrial, mas também em sistemas de armazenamento UPS para a
área das telecomunicações e em aparelhos electrónicos sem fios.
 Os supercondensadores possuem uma densidade energética elevada em comparação
com os condensadores convencionais. Conseguem melhorar a sua capacidade para
armazenar energia através de um material microscopicamente poroso (como o carvão
activado), que aumenta a área total da superfície que consegue reter os electrões.
 Embora tenham uma densidade de energia geralmente inferior à das baterias ou das
células de combustível, conseguem uma potência e uma longevidade cerca de 10
vezes superiores àquelas, para além de carregarem muito mais rapidamente.
Diodos
•Componente activo
•Simbologia e exemplos:
Diodos
Diodos Zener
Diodos Zener
Diodos LED
Transistores
Transistores
· Características:
o Factor de multiplicação ß ou hfe, dado pela expressão iC = iB x ß
o iC: corrente máxima de colector, em A
o iB: corrente de base, em mA
o ß: beta (ganho de corrente de emissor, sem unidade)
o Hfe: ganho (beta, sem unidade)
o Tipo: NPN ou PNP, Silício ou Germânio
o UCE: tensão entre colector e emissor, em V
o UBE: tensão entre base e emissor, em V
o UCEO: tensão entre colector e emissor com a base aberta, em V
o PTOT: máxima potência que o transístor pode dissipar, em Watt (W)
o Ft: frequência máxima de trabalho, em Hz
o Temperatura de funcionamento T, em ºC
o Encapsulamento: o modo como o fabricante encapsulou o transístor,
define a identificação dos terminais (ver imagem da página anterior).
Transistores
· Configurações básicas de um transístor:
o Base comum (BC):
Baixa impedância (Z) de entrada,
Alta impedância (Z) de saída,
Não há desfasamento entre o sinal de saída e o sinal de entrada,
Amplificação de corrente igual a um
o Colector comum (CC):
Alta impedância (Z) de entrada.
Baixa impedância (Z) de saída.
Não há desfasamento entre o sinal de saída e o de entrada.
Amplificação de tensão igual a um.
o Emissor comum (EC):
Média impedância (Z) de entrada.
Alta impedância (Z) de saída.
Desfasamento entre o sinal de saída e o de entrada de 180°.
Pode amplificar tensão e corrente, até centenas de vezes
Transistores