Pré-visualização parcial do texto
Baixe eletronica e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
INTRODUÇÃO À—— ELETRÔNICA Tituho original implis INTENDICTHW TO ELECTRO O que é eletrônica? A eletrônica é o estudo do controle de pequenas correntes elétricas para fazer com que todos Os tipos “de equipamento eletrônico funcionem. Embora seja uma ciência nova, seria difícil imaginar um mundo sem televisores, rádios ou até mesmo, computadores. Graças à eletrônica podemos viajar e nos comunicar a nível mundial e universal, pois os. astronautas estão explorando cada vez atélites como o que! mais O espaço. jocê pode ver acima. colhem e transmitem sinais” eletrônicos vindos da Terra. Você assiste a programas ao vivo na televisão, transmitidos por satélites que estão do outro lado do mundo. 4 4 4 Os rádios e televisores Os computadores Os robôs podem executar foram inventados no início. armazenam e organizam tarefas como construir deste século à medida que milhares de instruções. carros e empacotar doces. o estudo da eletrônica eletrônicas e dados. Você em uma fábrica. Um progredia. Eles contêm aprenderá mais sobre os braço de robô como o da componentes chamados circuitos de um figura acima é controlado. transistores, que mais. computador nas páginas por um computador. adiante você poderá usar 26-27. para experiências. Diodo “Os blocos de armar da eletrônica são usados neste livro são apresentados acima. “chamados componentes. Há vários tipos “À medida que você prossegue com a usados para controlar a eletricidade de leitura, descobrirá o que cada um deles faz várias formas. Alguns dos componentes” e como trabalham em conjunto nos circuitos. Sobre a corrente elétrica Uma corrente elétrica é o deslocamento de partículas microscópicas chamadas elétrons ao longo de um fio. Todas as substâncias contêm elétrons. Eles são parte dos átomos de que são feitas as coisas. Você, este livro e os componentes eletrônicos são todos feitos de átomos. Fonte de alimentação Em certas substâncias, como fios metálicos, energia. As substâncias em que os elétrons os elétrons podem se mover mais facilmente se movem mais facilmente são chamadas de com a aplicação de um suprimento de condutores. b Z Fazendo com que a corrente Elétrons Bateria A bateria é uma fonte de alimentação com positivo. Isto faz com que eles se movam dois pólos. Um tem carga positiva o outro através do fio e formem uma corrente carga negativa. Os elétrons também têm elétrica. A força que vem da bateria e que carga negativa. Quando um fio é conectado faz com que os elétrons se movimentem é a cada um dos pólos, os elétrons no fio são chamada força eletromotriz, ou tensão, e é repelidos pelo pólo negativo e atraídos pelo medida em volts. A primeira bateria Em 1800, Alessandro Volta construiu a primeira bateria a partir de dois tipos. diferentes de metal e ácido. Foi o primeiro a mostrar que podemos conduzir e controlar a eletricidade. A palavra volt é derivada de seu nome. Fita adesi Conduzindo a corrente ga Sh a O Aqui está uma outra Se a lâmpada se acende, você experiência para ser tentada está usando um condutor de Pegue mais um pedaço de fio eletricidade. A corrente pode e quaisquer objetos a sua fluir através de um condutor, volta. Conecte cada objeto à de forma que o circuito está lâmpada e à bateria, completo. Se a lâmpada não conforme apresentado na acende, você está usando um âmpada isolante que não permite que a corrente passe. o de dentes figura, e observe se ao objeto que voe deseja test A Você pode organizar uma ida que testa os objetos. EM Placas de circuito impresso) | O chip RE de plastic Na maior parte dos equipamentos Um chip é um fragmento muito eletrônicos, os componentes para o! pequeno de silício que contém circuito são distribuídos em uma placa. centenas, às vezes milhares de de circuito impresso. Esta placa é fei Componentes microscópicos. Eles são: de uma substância, geralmente fibra de conectados por vias que conduzem à vidro, que não conduz corrente corrente através do silício. O nome elétrica. À placa tem trilhas de cobre técnico de um chip de silício é circuito) para levar à corrente de um integrado ou CL componente para outro. Controlando a corrente A eletrônica se dedica a controlar a corrente elétrica para que ela faça algo útil. Isto você faz criando circuitos com os componentes eletrônicos. A tensão na bateria gera uma corrente, e cada componente a controla de uma forma diferente. A forma especial pela qual os componentes são conectados em um circuito faz com que determinado equipamento funcione. Transistor Capaeitores Baterias, Os componentes no interior deste rádio são soldados a uma placa de circuito. Os componentes ais no circuito são resistores, tores, capacitores e diodos. Logo você aprenderá mais sobre estes componentes. Mais sobre tensão e corrente A quantidade de corrente gerada por uma bateria. Uma pequena tensão gera uma bateria depende da tensão desta bateria. pequena corrente e uma tensão maior As tensões comuns são 4,5 volts, 6 volts gera uma corrente maior. ou 9 volts. Geralmente estão escritas na A grandeza de uma nem o corrente é medida < o abreviação é amps, y a ou A. A tensão também pode ser chamada 4,5V e no negativo é OV. Existe uma diferença de potencial. Por exemplo, uma diferença de tensão de 4,5V entre os pólos. bateria de 4,5V tem uma diferença de É esta diferença que gera uma tensão, e potencial de 4,5V entre seus pólos, que se. sem cla a tensão não pode existir. refere a uma diferença de tensão elétrica. No pólo positivo da bateria a tensão é 10 Observando resistores Resistores são usados para limitar o flu- xo de corrente nos circuitos. A resistência é medida em ohms (O ). Em circuitos ela pode variar de uns poucos ohms a milhões de ohms. Voc: pode descobrir o valor de um resistor pelas listras coloridas pintadas nele. As cores são parte de um código de cores especial apresentado à direita. Decifrando o código de cores As três listras mais próximas umas das outras são as do código de cores. Comece na extremidade mais afastada da quarta listra e compare as cores com a tabela 4 Comeceaquiy 2 3 E AS primeiras duas listras lhe dão os dois primeiros algarismos do valor do resistor. A terceira indica quantos, Tente caleutar o zeros devem ser acrescentados.* Na página 37 existe um valor dos rograma de computador para auxiliá-lo a trabalhar com o resistores. código de core: (Respostas à página 45.) verde, verde, preto =55 ohms. Vermelho, Lei de Ohm Você pode calcular a corrente, a tensão ou a resistência de um circuito usando uma fórmula chamada Lei de Ohm. Para usar a fórmula, você precisa saber os valores de duas das quantidades. como um triângulo. Os volts estão em cima, e a corrente e a resistência nos dois cantos embaixo. (Na Lei de Ohm, 1 representa corrente.) Voltagem Corrente Corrente = Voltagem Resistênci Resistores em circuitos Observe o brilho da lhimpada. Aqui estão alguns circuitos para testar resistores. Você precisa de uma bateria de 4,5V, uma lâmpada de 3,5V/60mA,* um suporte, três pedaços de fio e dois resistores de 100. Em primeiro lugar conecte Agora torça juntas as pontas do resistor conforme mostramos aqui e conecte-as no circuito. À lâmpada está ainda mais fraca, pois a corrente tem que passar pelos dois resistores. Nesse caso, dizemos que os resistores estão ligados em série. “Torça juntas as extremidades de ligação e o fio. Qual a quantidade de corrente que passa quando a voltagem da bateria é 6V e Se colocar o dedo sobre a quantidade que] À, deseja, é fácil ver como a fórmula funciona. apenas a lâmpada e a bate; Em seguida acrescente um resistor ao circuito. A lâmpada está mais fraca neste circuito porque o resistor está limitando a corrente. Torça juntas. s pontas. Experimente conectar os resistores lado a lado, como nesta figura. A lâmpada está um pouco mais forte desta vez porque existem duas vias Duas vias para a corrente e em cada via. Para a corrente. existe somente um resistor. Estes resistores estão conectados em paralelo. Lâmpada mais forte, KO E ni obs e IM um milhão de ohms. Pequenas correntes são medidas) em miliampêres (mA). Existem mil miliampêres em um ampêre. “E Parte de trás + ca Ha Coloque os pinos nos furos Agora, na parte da frente da C47 e H'47, de trás para à placa, enrole um pedaço de frente na placa. Solde os fio descoberto em cada pino pinos nas trilhas. e solde no lugar. Estes fios são para a bateria. certos para os componentes 1 de modo mais rápido fazendo o um quadriculado. A maneira de) Pegue quatro pinos e Na frente da placa solde a fssjcad na página 42. coloque-os nos furos CI, LI, ponta mais curta do LED no Q1 e H'. Prenda-os nas pino do furo QI e a mais trilhas com pingos de solda. comprida no pino L1. 6 H47 cs Agora enrole um pedaço Conecte o fio de C47 ao pequeno de fio nos pinos Q1 terminal positivo (+), e o fio e H' e solde o resistor de H'47 ao negativo (—).. 22092 nos pinos Cl e LI. O LED deverá acender.* Quando você liga os fios a uma bateria, a corrente passa pelo circuito do pólo positivo para o negativo. Experimente trocar os fios na bateria de forma que o pino C47 esteja conectado ao pólo negativo. O LED não se acende porque a corrente não pode fluir através dele naquela direção. 14 Componentes chamados capacitores se enchem de eletricidade quando conectados a uma fonte de alimentação, e armazenam a carga durante algum tempo. São usados, por exemplo, em um televisor, para elevar c armazenar as altas tensões necessárias para que ela funcione, Quando carregado, à tensão através de um capacitor é igual à da bateria ou à da fonte de alimentação. Esta é uma das razões pelas quais é muito perigoso tocar O interior de um equipamento elétrico que utiliza cletricidade da rede. Os capacitores permanecem altamente carregados mesmo depois que o aparelho tiver sido desligado. Tipos de capacitor “com outros componentes 2 aentro de um tevê para À? qesenvolver uma tensão de “A Tistra no invólucro mostra terminal negativo Existem capacitores de todos os tipos e tamánhos. Alguns são chamados eletrolíticos e possuem um terminal positivo e outro negativo, que devem ser igados da forma correta a um circuito. Faça um circuito de capacitor Você pode testar a capacidade de um capacitor para armazenar carga clétrica em sua placa para experiências. Você vai precisar de um capacitor eletrolítico de o 100 microfarads (100 E). rm AM 2 Ao conectar a bateria (certifique-se de que o sentido está correto) o LED deve acender-se por um segundo enquanto o capacitor está sendo carregado e depois se apagar quando o capacitor estiver O valor de um capacitor é medido em farads, que são unidades grandes. Os microfarads são usados com maior fregiência. Escreve-se EF. 1.000.000 4.º formam 1 farad. 'Nem todos os capacitores são eletrolíticos. Geralmente os que possuem um valor baixo (menos de 1 F) podem ser ligados a um circuito em qualquer sentido. 1 Retire a solda do fio nos pinos Q1 e H'1, e enrole a ponta negativa do capacitor em H'l e a positiva em Q1. Certifique-se de que estejam no sentido correto. otatmente carregado. * Símbolos e diagramas Quando os responsáveis pelo projeto de circuitos realizam planejamento para determinado circuito, desenham um diagrama deste circuito no papel em primeiro lugar. O diagrama é como um mapa a partir do qual o circuito pode ser construído. Eles utilizam símbolos para representar os diferentes componentes. Os simbolos estão intimamente relacionados à aparência dos componentes, ou ao seu funcionamento. A tabela à direita mostra os componentes que você já usou, com seus simbolos para circuitos. Diagrama de circuitos Os circuitos que você já criou na placa experimental estão desenhados abaixo. Use a tabela à direita para descobrir o significado destes simbolos. Circuito de um LED Bateria Fio A Lâmpada E a Resistor LED Capacitor | Capacitor eletrolítico Os rádios transistorizados recebem este nome devido aos componentes chamados transistores. A invenção dos transistores, em 1952, tornou possível a fabricação de Introduzindo o transistor rádios portáteis de pilha para substituir os modelos grandes feitos com componentes chamados válvulas. Em um circuito, um transistor pode ligar e desligar a corrente, Ele também amplifica a corrente, o que significa que a torna mais forte. Existem dois tipos de transistor: NPN € PNP. Os simbolos dos circuitos são mostrados acima. “Nº” e “P” referem-se à substância no interior de um transistor. O transistor NPN é 0 mais comum e é o tipo usado neste livro. Identificando as pontas | Um transistor tem três terminais e cada | um deles tem uma função diferente. | Eles são: a base, o coletor e o emissor. | É importante identificar cada terminal | corretamente antes de conectar um le um transistor para os terminais de um transistor. “Alguns deles são mostrados acima. O emissor muitas vezes é marcado por um ponto ou por uma lingúeta na cápsula. Algumas vezes a forma do invólucro é importante. O funcionamento. de um transistor Um transistor pode ser fabricado para ligar e desligar a corrente, aplicando-s uma corrente fraca ao terminal chamado base deste transistor Como vemos na ilustração, quando | não passa corrente pela base, / não pode haver passagem de torrente entre o emissor e o coletor | (| e o transistor está desligado. Uma corrente fraca aplicada à base permite que o transistor conduza corrente do emissor para o coletor, e permite que uma corrente mais forte circule através do transistor. Os componentes 5 conectados ao coletor podem utilizar: esta corrente. Mais sobre o circuito de transistor A ilustração abaixo mostra como a corrente flui no circuito do transistor da experiência anterior. Acompanhe este caminho do pólo positivo da bateria até o negativo. /A corrente circula or estas duas vias para o coletor e para a base do transistor Se a base do transistor estiver conectada à via negativa, o transistor não será ligado. A base deve ser conectada à via positiva da bateria. Pá Resistor da base 6 A lensão ma base deve atingir O resistor da base mantém baixa. a corrente da base. À corrente na até que o transistor esteja. base liga o transistor e permite. totalmente em funcionamento, ou que uma corrente muito mais “saturado”, como uma torneira x forte circule pela via através do completamente aberta. coletor. í dranaidresfja sato RE acima), À força é depende da tensão da bateria e da resistência dos componentes / próximos ao coletor resistor. Quando o transistor está ligado, à corrente nesta parte do. circuito é mais forte e o LED se acende, Circuito de saída do transistor Diágiama de circuito - + Exise sempre pelo menos um componente no coletor para extrair energia útil do circuito. 4 19 Resistores especiais Os circuitos nestas páginas usam alguns resistores especiais para controlar o transistor. Existem três tipos, e cada um deles funciona como um resistor comum, mas sua resistência pode ser alterada por luz ou calor ou manualmente. Abaixo você irá aprender sobre cada um deles e também sobre seus usos. Existem também alguns circuitos para criar e experimentar em sua placa. Gxsprod! ajustar a resistência, Termistor 725, Terminais ) Resistor variável LDR Um resistor variável é usado (abreviação de “light A resistência de um termistor para controlar a tensão em dependent resistor” — depende da sua temperatura. um circuito de forma que, resistor ativado por luz) — Geralmente a resistência é por exemplo, um transistor Seu valor se altera dependendo alta quando está quente. fique ligado ou desligado. Os da quantidade de luz que Algumas vezes ele é usado controles de volume das incide sobre ele. São usados em alarmes para incêndio e televisões e dos rádios são nos medidores de luz das nos termostatos dos sistemas resistores variáveis. Alguns câmeras fotográficas para detetar de aquecimento central. são chamados também a quantidade de luz quando potenciômetros. você tira uma fotografia. : : O que você vai Testando o resistor variável Pers Ocê vai precisar Você pode usar um resistor variável em dia pi Resistor variáve sua placa para experiências para controla 72 "S— (lego) a tensão na base do transistor. Resistor de 10K 1 Solde os fios nos pinos Clle RII.Solde o resistor de JOR aos pinos Rite soam o aço E terminal do meio do resisto À medida que você ajusta o resistor vai você está alterando a tensão entre a base co acende, À medida que a tensão aumenta, O emissor do transistor. Quando a tensão LED se torna mais brilhante até o transistof ficar saturado. Diagrama de circuito 1 = Aqui está o diagrama para o circuito acima. Neste circuito, o resistor variável e O resistor nos pinos R11 e H'11 são chamados divisores de tensão. Eles estão partilhando a tensão de forma que uma corrente fraca possa ser derivada para a base do transistor. Você vai aprender mais a respeito de 20 divisores de tensão nas páginas seguintes. 
