Baixe Características e Tipos de Resistores: Funcionamento, Utilização e Identificação e outras Notas de aula em PDF para Eletricidade Básica, somente na Docsity!
Os resistores são provavelmente os componentes mais utilizados em todos os tipos de circuitos eletrônicos, desde pequenos circuitos eletrônicos, como rádios, gravadores, etc. até computadores mais sofisticados.
São muito utilizados para introduzir resistências adicionais em circuitos, de tal forma a reduzir a corrente ou proporcionar queda de tensão em pontos estratégicos.
No circuito em questão, temos a resistência interna da fonte, a resistência da carga e a resistência do fio.
A resistência destinada a atuar no circuito, reduzindo a corrente ou a tensão na carga, está representada na cor laranja (RRESISTOR).
Utilização dos resistores:
Os resistores devem possuir duas características especiais:
- resistência nominal
- potência nominal
A potência nominal está relacionada com a capacidade de dissipação de calor do resistor.
As duas características acima determinam o tamanho do resistor e o tipo de matéria prima que deverá ser utilizada na sua fabricação.
Geralmente os resistores com potência nominal igual ou superior a 5W são fabricados com fio.
Para potências mais baixas normalmente se utiliza o carvão devido ao baixo custo, no entanto, outros materiais podem ser utilizados (ligas especiais), de acordo com a precisão que o mesmo deve ter em relação ao seu valor nominal.
Tolerância:
Vimos então que uma das características principais do resistor é a quantidade de ohms que possui, que denominamos valor do resistor (resistência nominal).
O valor do resistor normalmente vem indicado no corpo do resistor, podendo ser impresso ou então na forma de códigos, conforme veremos adiante. O importante é salientar que o valor impresso no corpo do resistor, seja por qualquer modo, é sempre o valor nominal.
O valor real do resistor pode ser um pouco maior ou menor em relação ao seu valor nominal devido as pequenas variações que ocorrem no processo de fabricação e a isto denominamos: tolerância do resistor. Essa tolerância vem indicada no corpo do resistor.
A tolerância do resistor tem valores típicos de 20%, 10%, 5% e 1%. A figura abaixo ilustra o conceito de tolerância.
Se esse resistor não for projetado para dissipar determinada quantidade de calor, certamente será danificado.
Mesmo que o calor não seja suficiente para danificar o resistor, poderá na maioria das vezes poderá causar uma variação da sua resistência levando-se em conta o coeficiente de temperatura do material com o qual é fabricado.
Concluindo: todo resistor possui uma corrente nominal máxima, e não deve ser ligado a um circuito cujo corrente exceda esse valor. A corrente nominal de um resistor comumente é determinada pela sua potência nominal, conforme teremos a oportunidade de estudar adiante.
1. Resistores de carvão:
Quando as características de um resistor a ser utilizado em determinado circuito não forem muito severas, desde que realize sua função a um custo baixo, os resistores de carvão são indicados.
Vantagens: pequeno, resistente e baixo custo.
Desvantagens: aquecimento excessivo em correntes altas, coeficiente de temperatura alto e tolerância grande.
Os resistores de carvão são construídos para valores de resistência a partir de valores menores do que 10Ω até valores da ordem de 10MΩ, com tolerâncias que variam de 5, 10 e 20%.
Emprego: aplicações que não exigem correntes muito altas e que também não exigem tolerâncias muito pequenas.
O tipo mais comum de resistor de carvão consiste basicamente de carvão em pó, aglutinado em um tubo plástico, conforme ilustra a figura acima.
O carvão possui uma resistência cerca de 2.030 vezes maior do que a resistência do cobre.
Devido a isso para se obter uma resistência alta, apenas uma pequena quantidade de carvão é necessária.
2. Resistores de fio:
Ao contrário dos resistores de carvão, os resistores de fio são construídos para suportarem correntes altas, podendo dissipar grandes quantidades de calor.
Normalmente são construídos com fio especial enrolados em uma forma cilíndrica isolante, geralmente de porcelana.
Existem dois tipos de fio muito utilizados: um deles é constituído de uma liga especial como a “manganina”, composta de 84% de cobre, 12% de manganês e 4% de níquel, sendo a sua resistividade próxima a 0,43Ω.mm^2 /m, a uma temperatura de 20°C.
Outro fio largamente utilizado é o “constantan”, composto de 55% de cobre e 44% de níquel e 1% de manganês, cuja resistividade é próxima de 0,5Ω.mm^2 /m.
A grande vantagem do “constantan” é que possui uma curva de variação de temperatura muito linear em um amplo intervalo de temperatura: 20°C a 600°C, daí então, se justifica o emprego em aplicações técnicas que demandam temperaturas altas.
Normalmente nos resistores de fio o valor ôhmico e potência são impressos no corpo do mesmo, onde o símbolo Ω que representa o valor ôhmico é substituído na maioria das vezes pela letra R. Por exemplo, um resistor de 10Ω é a mesma coisa do que 10R.
Os resistores de fio, de precisão, apresentam pequenas tolerâncias e mantém a
resistência dentro das especificações durante a operação. Essa condição de
manter uma pequena tolerância sob todas as condições de operação, é
denominada “ESTABILIDADE” do resistor.
3. Resistores de película:
Podem ser considerados como um meio termo entre os resistores de carvão e os resistores de fio de precisão.
A resistência de um resistor de película é determinada pelo tipo de material usado e a espessura da película. Os resistores mostrados na figura acima são conhecidos como “resistores de metal-film ou filme metálico”.
Classificação dos resistores:
Basicamente os resistores podem ser classificados da seguinte maneira:
resistores fixos resistores variáveis resistores com derivação resistores ajustáveis
Veja a seguir a simbologia adotada:
a) Resistor fixo e resistor com derivação:
Quando tratamos de resistores com derivação, pode-se obter mais do que um valor de resistência. Entretanto, cada um desses valores é fixo.
b) Resistor ajustável:
No caso do resistor ajustável é possível obter qualquer valor de resistência situado dentro da faixa coberta pelo resistor.
Embora represente uma ampla faixa de valores de resistência, os resistores ajustáveis são construídos de tal forma, que não permitem ajustes frequentes. Normalmente esses ajustes são conhecidos como “ajustes de fábrica” para adaptar as condições de determinados circuitos ao funcionamento ideal (calibração).
c) Resistor variável:
É bom lembrar que os potenciômetros e reostatos são resistores variáveis. A diferença entre eles está na maneira pela qual são utilizados no circuito.
Para concluir, os resistores variáveis consistem de um elemento resistivo na maioria das vezes de formato circular, envolvido por um invólucro de proteção.
Esse elemento resistivo pode variar de acordo com a potência que for requerida pelo circuito. Os elementos resistivos mais usados na fabricação de potenciômetros são o carvão, fio ou película metálica.
A figura a seguir mostra um resistor variável do tipo “deslizante”, muito utilizado em equipamentos modernos.
O funcionamento é igual, a não ser que a variação da resistência entre o cursor central e qualquer uma das extremidades se dá pelo deslizamento do cursor e não pela rotação do mesmo. Se apenas dois terminais forem utilizados, o potenciômetro deslizante funcionará também como um reostato.
Identificação do valor da resistência:
Em se tratando de resistores de carvão ou película metálica, nem sempre é prático marcar o valor da resistência, imprimindo números no corpo do mesmo.
O processo mais utilizado para isso é o uso de anéis coloridos.
Código de cores padrão para resistores:
A figura abaixo ilustra o modo de leitura comparativo de resistores
codificados com 4, 5 e 6 anéis.
Os anéis de cor ouro ou prata podem ser utilizados não só para indicar a
tolerância, mas também como fator multiplicativo (quantidade de zeros).
1 - Considerando um resistor de 4 anéis assim identificados:
1º anel = marrom 2º anel = vermelho 3º anel = ouro 4º anel = ouro Sua resistência será de 1,2Ω com 5% de tolerância
2 - Considerando um resistor de 5 anéis assim identificados:
1º anel = vermelho 2º anel = amarelo 3º anel = azul 4º anel = prata 5 anel = vermelho Sua resistência será de 2,46Ω com 2% de tolerância
Coeficiente de temperatura:
O valor da resistência de um resistor depende de sua dimensão, secção
transversal e principalmente do material com o qual é fabricado.
Um dos fatores que mais influi na estabilidade de um resistor é a temperatura,
pois sabemos que muitos materiais têm a sua resistividade alterada sob a influência da
temperatura.
Quando o resistor faz parte de circuitos de alta precisão, a sua estabilidade em
relação à temperatura é fundamental.
Os resistores de precisão normalmente são identificados com 5 anéis e quando
os mesmos são identificados com 6 anéis, este último é o coeficiente de temperatura.
O coeficiente de temperatura é dado em ppm/ºC, ou seja, parte por milhão por
grau centígrado (celsius).
Mas, o que significa isso?
Quando lemos no 6º anel de um resistor de precisão uma leitura de 50ppm/ºC
significa que se tivermos um resistor de 1MΩ, a cada variação de 1 grau centígrado a
sua resistência não variará mais do que 50Ω, ou então 0,05Ω considerando 1 resistor
de 1kΩ.
Esse coeficiente de temperatura é típico para resistores de filme metálico.
Os resistores de filme de carbono possuem um coeficiente de temperatura da
ordem de 200 a 500ppm/ºC.
Conclui-se portanto, que quando menor for o coeficiente de temperatura mais
estável é o resistor em relação à variação da temperatura.
