resumo das aulas de eletricidade e eletronica

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ELETROSTÁTICA O acúmulo de cargas eletrostática pode gerar faíscas levando a conseqüências quando na presença de substâncias inflamáveis como gases explosivos, solventes voláteis entre outros. Carga eletrostática pode ser gerada simplesmente pelo fato de pessoas andarem sobre certos pisos isolantes ou com o esfregar da roupa durante um movimento normal. A maneira mais eficiente de eliminar o perigo eletrostático é eliminar os materiais altamente eletrostáticos. Exemplo: uma sala onde o acúmulo de cargas pode trazer danos, a prevenção contra cargas eletrostáticas requer piso com condutividade aceitável garantindo que as pessoas estejam em efetivo contato elétrico com piso por meio de um calçado anti- estático.

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Engenharia civil 4ªetapaEletricidade e eletrônica

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  • ELETROSTTICA O acmulo de cargas eletrosttica pode gerar fascas levando a conseqncias quando na presena de substncias inflamveis

    como gases explosivos, solventes volteis entre outros.

    Carga eletrosttica pode ser gerada simplesmente pelo fato de pessoas andarem sobre certos pisos isolantes ou com o

    esfregar da roupa durante um movimento normal. A maneira mais eficiente de eliminar o perigo eletrosttico

    eliminar os materiais altamente eletrostticos.

    Exemplo: uma sala onde o acmulo de cargas pode trazer danos, a preveno contra cargas eletrostticas requer piso com

    condutividade aceitvel garantindo que as pessoas estejam em efetivo contato eltrico com piso por meio de um calado anti-

    esttico.

  • Carga Eltrica

    A carga eltrica considerada como sendo uma propriedade que se manifesta em algumas das chamadas partculas elementares

    Exemplo:

    nos prtons e eltrons que so os portadores do que denominamos carga eltrica.

    Como a Carga eltrica no se manifesta exatamente da mesma forma nessas partculas, convencionou-se a chamar:

    - a carga eltrica dos prtons de positiva (+);

    - a dos eltrons de negativa (-).

    Prtons e eltrons apresentam cargas eltricas de mesmo valor absoluto e que a quantidade de carga apresentada por ambos corresponde menor quantidade de carga que uma partcula pode ter; a este valor chamamos de carga elementar e representa-se por "e".

    O valor desta carga e no SI - Sistema Internacional - dado por

    1,6 10-19 coulomb.

  • Corpo eletricamente neutro e corpo eletrizado

    Um corpo apresenta-se eletricamente neutro quando o nmero total de prtons e de eltrons est em equilbrio na sua estrutura.

    Quando, por um processo qualquer, se consegue desequilibrar o nmero de prtons com o nmero de eltrons, dizemos que o corpo est

    eletrizado. O sinal desta carga depender da partcula que estiver em excesso ou em falta.

    Exemplo: - se um determinado corpo possui um nmero de prtons maior que

    o de eltrons, o corpo est eletrizado positivamente; - se for o contrrio, isto , se haver um excesso de eltrons o corpo

    dito eletrizado negativamente.

  • Princpios Fundamentais da Eletrosttica

    Princpio das aes eltricas: cargas eltricas de sinais iguais se repelem e de sinais contrrios se atraem.

    Princpio da conservao das cargas eltricas: num sistema eletricamente isolado a carga eltrica total permanece constante.

  • Processos de eletrizao

    Podem ser de trs tipos.

    1) Atrito: consiste em se atrair corpos inicialmente neutros; durante a fase do atrito ocorre a transferncia de eltrons de um corpo para outro. O corpo que perde eltrons fica eletrizado positivamente e aquele que ganha eltrons, eletriza-se negativamente.

    Na eletrizao por atrito os corpos sempre se eletrizam com cargas iguais, mas de sinais contrrios. Os sinais que as cargas iro adquirir dependem dos tipos de substncias que sero atritadas.

  • Processos de eletrizao

    2) Eletrizao por Contato Colocando-se em contato dois condutores A e B, um eletrizado (A) e o

    outro neutro (B), B se eletriza com carga de mesmo sinal que A.

    Em (a), os corpos A e B esto isolados e afastados. Colocados em contato (b), durante breve intervalo de tempo, eltrons livres iro de B para A. Aps o processo (c), A e B apresentam-se eletrizados positivamente. Caso o corpo A estivesse carregado negativamente e o corpo B neutro, durante o contato (b), eltrons livres iriam de A para B, fazendo com que ambos os corpos apresentassem carga negativa.

  • Processos de eletrizao

    3) Induo eletrosttica a) Ao aproximar-se um corpo eletrizado de um condutor

    inicialmente neutro, sem que haja contato, criam-se no condutor duas regies com cargas de sinais opostos.

    Isso acontece porque o condutor possui eltrons livres que podem ser atrados ou repelidos pelo corpo inicialmente eletrizado.

    Fig. 1.2 - Induo eletrosttica

  • Processos de eletrizao

    A figura 1.2, mostra o caso em que um basto (isolante) carregado negativamente est prximo de um condutor. Neste caso, os eltrons

    livres do condutor so repelidos pela carga do basto, criando duas regies eletrizadas, uma positiva prxima do basto e outra negativa na regio do condutor eltrico mais afastada do basto.

    No caso do basto estar carregado positivamente, as cargas

    negativas do condutor seriam atradas para regio mais prxima do basto e consequentemente a regio do condutor eltrico mais afastada do basto, ficaria com excesso de cargas positivas.

    Fig. 1.2 - Induo eletrosttica

  • Processos de eletrizao

    b) A induo eletrosttica, tambm ocorre quando aproximamos um corpo eletrizado de um corpo isolante neutro. Neste caso h um pequeno deslocamento de nuvens eletrnicas e/ou alinhamento de dipolos existentes no material.

    Fig. 1.3 - Induo de cargas eltricas em um isolante

  • Nos metais e em alguns outros materiais, um ou dois eltrons de cada tomo se libertam da atrao do ncleo e passam a se movimentar livremente no interior do metal, sendo, portanto, bons condutores de eletricidade.

    Assim, em um fio metlico, h um enorme nmero de tomos e consequentemente um grande nmero de eltrons livres, o que faz, por exemplo, que exista uma corrente eltrica nesse fio quando ligado aos plos de uma bateria.

    Condutores Eletrnico e isolante

  • Ao contrrio dos condutores, existem materiais (caso da: madeira, borracha, porcelana, vidro, papel, isopor, etc.) que no possuem eltrons livres (ou o nmero desses eltrons muito pequeno). Logo esses materiais so maus condutores de eletricidade e so chamados de isolantes eltricos.

    Na tabela 1.1 apresentamos os valores de condutividade de alguns metais e isolantes para comparao

  • CONSERVAO DAS CARGAS ELTRICAS Em todo processo de eletrizao, a soma das cargas

    dos corpos envolvidos se conserva, permanecendo a mesma no final. Portanto, o princpio da conservao das cargas eltricas pode ser enunciado assim:

    Num sistema eletricamente isolado, a soma das

    cargas no incio do processo igual soma no final. Exerccios AC1

  • MEDIDA DA CARGA ELTRICA

    A menor carga eltrica encontrada na natureza a carga de um eltron ou de um prton. Essas cargas so iguais em valor absoluto, porm, de sinais trocados, constituindo a chamada carga elementar (e), cujo valor :

    A unidade de carga eltrica o Coulomb (1 Coulomb = 1C), em homenagem ao fsico Charles Coulomb.

  • O Valor da carga de um corpo medido pelo nmero de eltrons ou prtons que ele tem em excesso. Logo, qualquer valor da carga eltrica de um corpo um mltiplo inteiro da carga elementar:

    Onde:

    Q = carga do corpo

    n = n de eltrons

    e = carga elementar

  • Exemplo: Um corpo inicialmente neutro eletrizado com carga Q = 1C.

    Qual o nmero de eltrons retirados do corpo?

    O elevado nmero de eltrons retirados do corpo no exemplo anterior nos

    mostra que os corpos eletrizados por atrito adquirem, em geral, cargas

    muito inferiores a 1C.

    Por isso, para medir essas cargas, so mais usados os submltiplos

    seguintes:

  • Prefixos mais utilizados e seus respectivos valores em potncia de dez:

    - tera, 1012, smbolo T

    - giga, 109, smbolo G - mega, 106, smbolo M - quilo, 103, smbolo k - hecto, 102, smbolo h - deca, 101, smbolo da - deci, 10-1, smbolo d - centi, 10-2, smbolo c - mili, 10-3, smbolo m - micro, 10-6, smbolo - nano, 10-9, smbolo n - pico, 10-12, smbolo p

  • LEI DE COULOMB

    Lei formulada por Charles Augustin Coulomb, refere-se s foras de interao (atrao e repulso) entre duas cargas eltricas puntiformes, ou seja, com dimenso e massa desprezvel.

  • Lembrando que, pelo princpio de atrao e repulso, cargas com sinais opostos so atradas e com sinais iguais so repelidas, mas estas foras de interao tm intensidade igual, independente do sentido para onde o vetor que as descreve aponta.

    O que a Lei de Coulomb enuncia : A intensidade da fora eltrica de interao entre cargas

    puntiformes diretamente proporcional ao produto dos mdulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distncia que as separa. Ou seja:

  • Onde a equao pode ser expressa por uma igualdade se considerarmos uma constante k, que depende do meio onde as cargas so encontradas. O valor mais usual de k considerado quando esta interao acontece no vcuo, e seu valor igual a:

    Ento podemos escrever a equao da lei de Coulomb como:

  • Para se determinar se estas foras so de atrao ou de repulso utiliza-se o produto de suas cargas, ou seja:

    Exerccios AC2

  • CAMPO ELTRICO

    Um corpo prximo a Terra, sofre a ao de uma fora gravitacional, sem necessariamente estar em contato com ela (fora distncia).

    Uma carga eltrica puntiforme Q, ou uma distribuio de cargas, modifica, de alguma forma, a regio que a envolve, de maneira anloga ao campo gravitacional gerado pela Terra.

    Se colocarmos uma carga puntiforme de prova q num ponto P dessa regio, ser constatada a existncia de uma fora , de origem eltrica, agindo em q.

  • Dizemos que a carga eltrica Q, ou a distribuio de cargas, origina ao

    seu redor um campo eltrico, o qual age sobre q. O campo eltrico desempenha o papel de transmissor de interaes

    entre cargas eltricas. Essa fora eltrica proporcional ao valor do campo eltrico gerado pela

    carga Q no ponto P e ao valor da carga q. Assim, a fora eltrica na carga q dada por:

    Onde E a letra que usamos para representar o campo eltrico.

  • Da definio de produto de um nmero real por um vetor, podemos concluir que:

  • UNIDADE DE CAMPO ELTRICO De:

    temos que:

    logo o campo eltrico tem valor de:

    Exerccios AC3

  • TRABALHO DA FORA ELTRICA Supondo-se que uma carga eltrica q seja colocada numa regio de

    campo eltrico uniforme entre duas placas planas e paralelas, de intensidade E, ela ser acelerada por uma fora de atrao ou repulso, e com isso efetuar trabalho de certo ponto ao outro (pois efetuar um deslocamento).

    Suponha que a carga sofra um deslocamento d de um ponto A at um ponto B, ao longo de uma linha de fora (ou seja, numa direo retilnea). Da definio de trabalho de uma fora constante e paralela ao deslocamento, temos:

    Lembrando que: F = qE

    conclumos que o trabalho realizado pela fora eltrica no deslocamento da carga do ponto A ao ponto B :

    Unidade: J (Joule) = C.N/C.m = N.m

  • DIFERENA DE POTENCIAL ELTRICO Voltando ao exemplo da carga q colocada sobre um

    campo uniforme. Se outra carga q2, por exemplo, fosse posta em seu local e sofresse o mesmo deslocamento, de acordo com a definio de trabalho, o trabalho efetuado por ela seria:

    o que iria diferir em relao ao trabalho da primeira carga somente em funo do valor de q2, pois os valores de E e d permanecem inalterados.

  • A esse valor , onde no caso de um campo eltrico uniforme constante e igual a Ed, damos o nome de

    diferena de potencial eltrico entre os pontos A e B, ou abreviadamente ddp, ou usualmente conhecida como voltagem.

    O potencial no ponto A denotado por e o potencial em B denotado por

    Logo:

    Indicando por a diferena de potencial eltrico

    Temos que:

  • UNIDADE DE DIFERENA DE POTENCIAL ELTRICO

    Da equao temos que:

  • Para o clculo do potencial eltrico em um ponto, preciso

    atribuir um valor arbitrrio (por exemplo, zero), ao potencial

    eltrico de outro ponto.

    Assim, por exemplo, se a ddp entre dois pontos A e B de

    um campo eltrico 50V

    , convencionando-se

    teremos

    Porm, se convencionarmos o valor em b ser

    O ponto cujo potencial eltrico convencionado nulo constitui o

    ponto de referncia para a medida de potenciais.

  • ENERGIA POTENCIAL ELTRICA Um campo de foras cujo trabalho entre dois pontos no depende da forma da trajetria um campo conservativo. As foras desses campos so chamadas foras conservativas.

    o caso da fora gravitacional e da fora eltrica. Quando uma carga eltrica q se desloca num campo eltrico qualquer de um ponto A para um ponto B, o trabalho da fora eltrica resultante que age em q, no depende da forma da trajetria, que liga A com B, depende somente dos pontos de partida (A) e de chegada (B).

  • Essa concluso, embora demonstrada na figura acima para o caso particular do campo eltrico uniforme, vlida para um campo eltrico qualquer. Aos campos de foras conservativas, associa-se o conceito de energia potencial. Assim como associamos uma energia potencial a um campo gravitacional (energia potencial gravitacional), podemos associar ao campo eltrico uma energia potencial (a energia potencial eltrica). Num sistema de cargas onde haja conservao de energia (que sero os casos analisados), o trabalho realizado na carga igual variao da energia potencial eltrica sofrida por essa carga entre o ponto de partida (A) e chegada (B):

  • Portanto, a energia potencial eltrica num ponto P qualquer dada por:

  • DIFERENA DE POTENCIAL ENTRE DOIS PONTOS DE UM CAMPO ELTRICO UNIFORME

    Considere dois pontos A e B de um campo eltrico uniforme e intensidade E. Sejam Va e Vb os potenciais eltricos de A e B, respectivamente, e seja d a distncia entre as superfcies equipotenciais que passam por A e B.

  • Vimos que quando uma carga puntiforme deslocada de A para B, a fora

    eltrica realiza trabalho T = qEd

    Na figura acima, observe que a ddp entre os pontos A e C (Va Vc)

    igual ddp entre A e B (Va Vb), pois B e C pertencem mesma

    superfcie equipotencial (Vb = Vc).

    Exerccios AC 4

  • O CAMPO ELTRICO DE UM CONDUTOR ELETRIZADO

    Um corpo eletrizado com uma quantidade de carga Q faz com que as cargas em excesso se afastem ao mximo possvel umas das outras, isso causa uma distribuio dessas cargas pela superfcie do condutor de forma a ficar em equilbrio.

    Essa situao o que podemos chamar de equilbrio eletrosttico e uma caracterstica dos condutores, pois esses possuem eltrons livres para se locomoverem pelo corpo aps a eletrizao em um determinado ponto a fim de criar um equilbrio atravs do repouso dessas cargas em excesso.

  • Uma vez que esse corpo eletrizado tenha atingido uma situao de equilbrio eletrosttico, o campo eltrico em seu interior nulo, independente da forma desse corpo.

    Isso se deve ao fato de que se o campo eltrico em seu interior fosse diferente de zero os eltrons livres ali existentes entrariam em movimento sob a ao do campo, mas como o corpo est em equilbrio, essa situao no acontece e por isso o campo eltrico no interior de qualquer corpo condutor eletrizado nulo.

    Vale ressaltar que isso no vlido para os corpos isolantes, uma vez que esses no possuem eltrons livres e por tanto se eletrizarmos ele em um determinado ponto as cargas no iriam entrar em movimento a fim de adquirir um equilbrio.

  • Esses conceitos tambm so vlidos para materiais ocos. Uma vez eletrizado, esse material oco adquire as mesmas propriedades que discutimos no pargrafo anterior. As cargas se distribuem pela sua superfcie e no seu interior oco o campo eltrico nulo.

    Essas propriedades so conhecidas como Blindagem Eletrosttica. A Blindagem Eletrosttica utilizada com grande freqncia em aparelhos eletrnicos e ela tambm que garante a segurana de pessoas dentro de carros e avies durante descargas eltricas. A blindagem faz com que o que esteja no interior do material eletrizado no sofra com nenhum fenmeno eltrico externo.

  • Alm desses exemplos, as propriedades da Blindagem eletrosttica so vlidas para corpos vazados como gaiolas.

    O Fsico ingls Michael Faraday comprovou experimentalmente o efeito da Blindagem Eletrosttica colocando-se dentro de uma gaiola metlica, totalmente eletrizada, e pde comprovar que devido ao fato do campo eltrico ser nulo em seu interior, ele no sofreu com os fenmenos eltricos exteriores da gaiola.

  • A figura abaixo ilustra uma situao do funcionamento do

    que ficou conhecido como a Gaiola de Faraday.

    a) Aproximando um corpo eletrizado (A) de um pndulo eltrico neutro,

    esse sofre eletrizao por induo e atrado pelo corpo.

    b) Repetindo o procedimento, mas agora cobrindo o pndulo por uma

    gaiola, ele no sofre nenhuma influncia do objeto aproximado mesmo a

    gaiola.

  • RELMPAGOS

    Na atmosfera existem ons positivos e negativos (devido a raios csmicos, radioatividade de certos materiais, entre outros) os quais , quando presentes a uma saturao de vapor de gua no ar, desempenham o papel de aglutinadores de molculas de gua, dando origem s nuvens, que naturalmente apresentam cargas eltricas.

    Sempre associamos relmpagos somente a nuvens carregadas, pelo contrrio.

    Os relmpagos esto associados a outros fenmenos tambm, como por exemplo, erupes vulcnicas, tempestades de areia e at mesmo em exploses nucleares.

  • Os relmpagos tm durao variada, podendo atingir at dois segundos sendo que neste intervalo de tempo podem alcanar at 30 mil Amperes em um dcimo de milsimo de segundo.

    Cerca de 0,1% atingem aproximadamente 200 mil Amperes como valor mximo de pico e este valor decaem lentamente.

    Fig. 1. 6 - Grfico mostrando o tempo mdio de durao de um relmpago.

  • Essa corrente flui por um canal de alguns centmetros e possui um comprimento mdio de 3 km, ao passar por esse canal o ar expandido, e esse comprimi o ar adjacente que provoca um efeito sonoro conhecido como trovo, este efeito provocado pela alta temperatura do relmpago que pode atingir 30 mil o C. (cinco vezes a temperatura da superfcie do sol ).

    Os relmpagos podem ser negativo (em mdia 90%), positivo (em mdia 9% ), e bipolares (em mdia 1%).

  • Os relmpagos negativos transferem cargas negativas da regio negativa dentro da nuvem para o solo.;

    Os positivos transferem cargas positivas da regio de cargas

    positivas prxima ao topo da nuvem para o solo;

    Os bipolares transferem cargas de ambos os sinais para o

    solo.

    Fig. 1.7 Os trs tipos de relmpagos

  • Os relmpagos causam considerveis prejuzos materiais alm de perdas de vidas humanas, tais prejuzos podem ser citados:

    - danificao da rede de distribuio de energia eltrica;

    - incndios em florestas e residncias;

    - danos aos sistemas de telefonia e telecomunicaes,etc

    Alguns destes danos podem ser evitados pelo uso do pra-raios.

    O pra-raios, inveno de Franklin, basicamente constitudo por uma ou mais pontas de material de alto ponto de fuso, que so instalados nas posies mais elevadas da estrutura que se pretenda proteger e interligadas por meio de fios, cujos extremos so aterrados a uma profundidade razovel.

  • A fabricao e comercializao dos captores Radioativos est proibida desde 1989 , atravs da resoluo 04/89 da CNEN (Comisso Nacional de Energia Nuclear) , publicada no D.O.U. em 09/05/89 , devido no comprovao da sua eficincia pelo uso de material Radioativo. Recomenda-se que nas instalaes providas de captores radioativos , este dever ser retirado e encaminhado CNEN , de acordo com as exigncias deste orgo. Elemento radioativo: Amercio

  • ATERRAMENTO DE PARA-RAIOS

    Atendendo as exigncias da norma, cada descida dever possuir no mnimo duas hastes de aterramento de 5/8 x 2,40 metros, apesar de que na grande maioria das vezes so colocadas 3 hastes, de forma a garantir um bom valor de resistncia hmica, e estas hastes podem estar distribudas no solo de 3 formas, que so:

    Distribuio em tringulo - neste posicionamento, as 3 hastes so distribudas em tringulo, de forma que este tringulo tenha uma distncia mnima entre as hastes de 2,40 metros, e estejam interligadas entre si com cabo de cobre nu de 50mm, e com conectores tipo grampo U em lato, ou com solda exotrmica.

  • Distribuio em linha - neste posicionamento as hastes em nmero de 3 ou de 2, so colocadas em linha, com espaamento entre si de 2,40 metros, sempre interligadas com cabo de cobre nu de 50mm e com conectores tipo grampo U em lato ou solda exotrmica.

    Distribuio prolongada - neste posicionamento, as hastes em nmero de 2 ou 3 so cravadas no solo uma sobre a outra, ficando uma nica haste de 4,80 ou com 7,20 metros.

    Esta instalao feita com a cravao da primeira haste, sendo em seguida colocada uma luva cnica de lato que estar interligando a primeira haste com a segunda, e to logo a segunda esteja cravada, repete-se o processo para se adicionar uma terceira haste.

    Este processo muito utilizado em locais onde se torna difcil quebra de pisos e em locais com pouca rea para se fazer os aterramentos.

  • Em qualquer tipo de distribuio, necessrio uma caixa de inspeo de 8 ou de 12 com tampa, se possvel em todas as hastes, ou na pior das hipteses, pelo menos na primeira haste

    mais prxima da edificao, para o caso da distribuio ser em linha ou em tringulo, caixa esta que serve para verificaes das hastes e de suas conexes.

    A norma recomenda que se for utilizado caixa de inspeo no solo, pode-se utilizar conector para conectar o cabo s hastes, porm se for ficar tudo enterrado, obrigatoriamente, dever ser utilizado solda exotrmica.

    Outro item que a norma recomenda, a interligao de todos os aterramentos, a ser executado com cabo de cobre nu de 50mm, circundando toda a edificao, e enterrado aproximadamente 0,50 metros.

  • Esta malha de aterramento, muitas vezes por questo de custo e at por questes fsicas das construes, no so executadas, e se esta for a opo, torna-se mais importante ainda se ter um valor de resistncia hmica o mais baixo possvel, j que os aterramentos estaro individualizados.

    A norma recomenda uma resistncia hmica abaixo de 10 ohms, para se garantir um bom funcionamento do sistema de pra-raios.

  • CAPACITORES

    Os circuitos eletrnicos em geral, com exceo daqueles ligados eletrnica digital e computao, envolvem algum tipo de controle ou converso de energia eltrica.

    A maioria dos circuitos tambm necessita ser alimentada por uma fonte DC para funcionar.

    As fontes de tenso e corrente so os elementos que fornecem essa energia ao circuito.

    Com base nesses princpios, os componentes eletrnicos so divididos em dois grandes grupos: ativos e passivos.

  • Numa primeira abordagem define-se componente ativo como aquele que fornece energia ao circuito (caso em que se encontram apenas as fontes de tenso e corrente) enquanto que componente passivo aquele que absorve energia (caso de todos os outros componentes: resistores, capacitores, bobinas, diodos etc.).

    Entretanto, dentro do campo da eletrnica define-se como componente ativo aquele capaz de exercer um efetivo controle sobre uma tenso ou corrente de sada a partir de uma tenso ou corrente aplicada entrada, permitindo a amplificao de sinais (vlvulas, transistores bipolares, amplificadores operacionais etc.).

    Tais componentes atuam como fontes de tenso ou fontes de corrente dependentes (pois a grandeza obtida sada depende das variaes entrada).

  • Observa-se que tanto os componentes ativos como os passivos exercem algum tipo de controle sobre a energia eltrica, s que nos dispositivos passivos este controle fixo, normalmente limitando a um valor determinado a grandeza eltrica, como acontece com os resistores.

    Existe um grupo especial de elementos passivos que tm a propriedade de armazenar energia, podendo devolv-la num outro instante. So designados como reativos, pois reagem com o circuito, trocando energia com os elementos deste.

    Um destes elementos o indutor, bobina e o reator. O outro o capacitor ou condensador.

  • O capacitor constitudo de dois elementos condutores (placas ou armaduras) separadas por um elemento isolante (dieltrico).

    Para que haja o acmulo de cargas eltricas h a necessidade de um material isolante; quanto mais isolante for o meio, mais cargas eltricas sero acumuladas. Esse processo de eletrizao pode ocorrer de trs formas bsicas: atrito, contato ou induo. Esses dois ltimos que ocorrem no capacitor.

  • A FIGURA 1 mostra a foto de alguns tipos de capacitores e a FIGURA 2 mostra algumas simbologias utilizadas para representar capacitores nos esquemas eletrnicos.

    Figura 1

  • O Capacitor eletroltico internamente composto por duas folhas de alumnio, separadas por uma camada de xido de alumnio, enroladas e embebidas em um eletrlito lquido (composto predominantemente de cido brico ou borato de sdio).

    Por ser composto por folhas enroladas, tem a forma cilndrica(lembrando que o cilindro no perfeito,visto que possui uma rea de Seco menor na parte de baixo em relao a de cima). Suas dimenses variam de acordo com a capacitncia e limite de tenso que suporta.

    um tipo de capacitor que possui polaridade, ou seja, no funciona corretamente se for invertido.

  • Se a polaridade for invertida d-se inicio destruio da camada de xido, fazendo o capacitor entrar em curto-circuito.

    Nos capacitores eletrolticos, uma inverso de polaridade extremamente perigoso, visto que, a reao interna gera vapores que acabam por destruir o capacitor atravs de uma exploso ou, rompimento da carcaa.

    Os capacitores mais modernos, podem inchar e, por isso, raramente explodem (podendo acontecer somente se a tenso inversa aplicada for elevadssima).

  • Quando ligamos uma fonte de tenso a um capacitor, como no circuito abaixo, a armadura ligada ao polo negativo da fonte eletriza-se negativamente por contato: os eltrons livres se dirigem do polo negativo para a placa, carregando-a.

    Surge ento um campo eltrico ao redor dela, que repele os eltrons livres da outra placa, os quais se deslocam para o polo positivo da fonte. Essa placa, portanto, comea a se carregar positivamente por induo.

    FIGURA 5 Conectando um capacitor a uma fonte de tenso

  • Observa-se ento que assim que se aplica tenso sobre o capacitor, circula uma corrente de valor elevado, para carreg-lo. Portanto, no instante inicial, a tenso sobre o capacitor nula e a corrente mxima, atuando o capacitor como se fosse um curtocircuito.

    Com o passar do tempo essa corrente de carga vai decrescendo (a carga acumulada nas placas tende a repelir as outras que continuam chegando) medida que a tenso vai crescendo.

    O capacitor se ope variao abrupta de tenso, atrasando esta em relao corrente. Assim que o capacitor se carrega, a corrente cai a zero, comportando-se o componente como um circuito aberto.

  • A oposio que um capacitor oferece passagem da corrente alternada chamada de reatncia capacitiva.

    CAPACITNCIA

    A capacitncia de um circuito definida como sendo a oposio variao de tenso.

    Se a tenso em um circuito variar para mais ou para menos, a capacitncia se opor a essa modificao, tentando manter a tenso constante. Notamos tal efeito entre qualquer par de condutores separados por um isolante. Num capacitor, quanto mais carga ele acumular para uma dada tenso, maior ser sua capacitncia.

  • Assim, definimos capacitncia como sendo a relao entre a carga acumulada e a tenso aplicada.

    Quando um Coulomb de carga (Q) acumulado, estabelecendo-se entre os terminais do capacitor uma diferena de potencial (V) de um Volt, dizemos que a capacitncia (C) de um Farad.

    Atravs da equao anterior podemos calcular tambm a quantidade de carga (Q), em Coulombs, acumulada em um capacitor, dada a sua capacitncia (C) em Farads e a tenso (V) sobre ele, em Volts.

  • Exemplo: Calcule a carga acumulada em um capacitor de 1000 F sendo a diferena de potencial entre seus terminais de 50 V.

    Q = 1000 x 10-6 F x 50 V = 50000 C = 50 mC

    importante lembrar que os valores em mltiplos ou submltiplos devem ser convertidos para a unidade, preferencialmente usando potncias de dez.

    Assim, 1 F equivale a 1 x 10-6 F.

    Os resultados podem ser apresentados em potncias de dez ou em submltiplos/mltiplos.

    As potncias de dez dos submltiplos do Farad so:

  • CLCULO DA CAPACITNCIA

    Os fatores que afetam a capacitncia so: - a rea das placas (armaduras);

    - a distncia entre as placas (armaduras);

    - o tipo de dieltrico (isolante).

    Quanto maior for a rea das placas, mais carga ser acumulada para uma dada tenso; portanto, maior ser a capacitncia. Quanto mais isolante o meio for, mais cargas sero acumuladas e consequentemente maior ser a capacitncia

  • Podemos ento apresentar a seguinte frmula para o clculo da capacitncia de um capacitor de placas paralelas e idnticas, com dieltrico uniforme:

    Mais uma vez, importante destacar que, ao introduzir na frmula, todos os valores tm de ser expressos na unidade, preferencialmente usando potncias de dez.

  • Calcule a capacitncia de um capacitor, formado por placas idnticas

    com lado igual a 10 centmetros, e dieltrico de uma folha de papel

    parafinado com meio milmetro de espessura.

    Dados: lado = l= 10 cm = 0,1 m rea = A = 0,1 x 0,1 = 10-2 m 2

    Distncia = d = 0,5 mm = 0,5 x 10-3 m

    Frmula:

    C = (8,85 x 10-12 x 2,5 x 10-2) / 0,5 x 10-3

    C = 442,5 x 10-12 F C = 442,5 pF

  • ASSOCIAO DE CAPACITORES

    Associao em paralelo

    Como em toda associao em paralelo, a tenso a mesma em todos os seus ramos. Logo, cada capacitor de uma associao em paralelo fica submetido mesma tenso que aplicada ao conjunto (V).

    Sendo V1 a tenso no capacitor C1, V2 a tenso no capacitor C2 e Vn a tenso no capacitor Cn (Cn um capacitor qualquer da associao, no importando quantos capacitores estejam associados).

  • J a capacitncia equivalente de uma associao de capacitores em paralelo a soma das capacitncias individuais dos ramos.

    Sendo C1 a capacitncia do primeiro capacitor, C2 a capacitncia do segundo capacitor e Cn a capacitncia de um capacitor qualquer da associao, no importando quantos capacitores estejam associados. A carga em cada capacitor da associao pode ser facilmente calculada pela equao: Q = C x V

    sendo C a capacitncia desse capacitor e V a tenso total, pois a mesma em cada um.

  • A carga total da associao a soma das cargas individuais dos capacitores e tambm pode ser calculada pelo produto da capacitncia equivalente da associao pela tenso total.

  • Associao em srie

    A grandeza comum a todos os elementos de uma associao em srie a corrente. Como corrente a quantidade de carga que atravessa o circuito (ou se acumula em seus componentes, como no caso dos capacitores) por unidade de tempo, ento fcil perceber que a carga ser a mesma em todos os capacitores da associao em srie.

  • Sendo Q1 a carga no capacitor C1, Q2 a carga no capacitor C2 e Qn a carga no capacitor Cn (Cn um capacitor qualquer da associao, no importando quantos capacitores estejam associados).

    Sabemos que na associao em srie a tenso total a soma das tenses individuais em seus componentes. Tambm sabemos que:

    V = Q / C.

    Ento, podemos escrever:

    Colocando QT em evidncia, vem:

  • Dividindo os dois lados da equao por QT ela no se altera:

    Logo, j temos o valor da capacitncia equivalente da associao em srie:

    A tenso em qualquer capacitor da associao em srie pode ser obtida dividindo a carga total (que tambm a carga individual, como j vimos) pela sua capacitncia.

  • Eletrodinmica - Corrente Eltrica

    Ao se estudarem situaes onde as partculas eletricamente carregadas deixam de estar em equilbrio eletrosttico passamos situao onde h deslocamento destas cargas para uma determinada direo e em um sentido, este deslocamento o que chamamos corrente eltrica. Estas correntes eltricas so responsveis pela eletricidade considerada utilizvel por ns.

    Normalmente utiliza-se a corrente causada pela movimentao de eltrons em um condutor, mas tambm possvel haver corrente de ons positivos e negativos (em solues eletrolticas ou gases ionizados).

    A corrente eltrica causada por uma diferena de potencial eltrico (d.d.p./ tenso)

  • Para calcular a intensidade da corrente eltrica (i) na seco transversal de um condutor se considera o mdulo da carga que passa por ele em um intervalo de tempo, ou seja:

    A unidade adotada para a intensidade da corrente no SI

    o ampre (A), em homenagem ao fsico francs Andre Marie Ampre, e designa coulomb por segundo (C/s).

  • Continuidade da corrente eltrica

    Para condutores sem dissipao, a intensidade da corrente eltrica sempre igual, independente de sua seco transversal, esta propriedade chamada continuidade da corrente eltrica.

    Isto implica que se houver "opes de caminho" em um condutor, como por exemplo, uma bifurcao do fio, a corrente anterior a ela ser igual soma das correntes em cada parte desta bifurcao, ou seja:

  • Resistncia Eltrica

    Ao aplicar-se uma tenso U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente eltrica de intensidade i. Para a maior parte dos condutores estas duas grandezas

    so diretamente proporcionais, ou seja, conforme uma

    aumenta o mesmo ocorre outra.

    Desta forma:

    A esta constante chama-se resistncia eltrica do

    condutor (R), que depende de fatores como a natureza do

    material. Quando esta proporcionalidade mantida de forma

    linear, chamamos o condutor de hmico, tendo seu valor dado

    por:

  • Sendo R constante, conforme enuncia a 1 Lei de Ohm:

    Para condutores hmicos a intensidade da corrente

    eltrica diretamente proporcional tenso (ddp) aplicada

    em seus terminais.

    A resistncia eltrica tambm pode ser caracterizada

    como a "dificuldade" encontrada para que haja passagem de

    corrente eltrica por um condutor submetido a uma

    determinada tenso. No SI a unidade adotada para esta

    grandeza o ohm (), em homenagem ao fsico alemo

    Georg Simon Ohm.

  • Pode-se tambm definir uma grandeza chamada

    Condutncia eltrica (G), como a facilidade que uma

    corrente tem em passar por um condutor submetido

    determinada tenso, ou seja, este igual ao inverso da

    resistncia:

    E sua unidade, adotada pelo SI o siemens (S), onde:

  • Corrente contnua e alternada

    Se considerarmos um grfico i x t (intensidade de

    corrente eltrica por tempo), podemos classificar a

    corrente conforme a curva encontrada, ou seja:

    Corrente contnua

    Uma corrente considerada contnua quando no

    altera seu sentido, ou seja, sempre positiva ou sempre

    negativa.

    A maior parte dos circuitos eletrnicos trabalha com

    corrente contnua.

  • Quanto sua curva no grfico i x t, a corrente contnua pode ser classificada por:

    Corrente contnua constante

    Diz-se que uma corrente contnua constante, se seu

    grfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja,

    no varivel. Este tipo de corrente comumente encontrado

    em pilhas e baterias.

  • Corrente contnua pulsante

    Embora no altere seu sentido as correntes contnuas

    pulsantes passam periodicamente por variaes, no sendo

    necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes

    intervalos de tempo.

    A ilustrao do grfico acima um exemplo de corrente

    contnua pulsante.

    Esta forma de corrente geralmente encontrada em

    circuitos retificadores de corrente alternada.

  • Corrente alternada

    Dependendo da forma como gerada a corrente, esta invertida periodicamente, ou seja, ora positiva e ora

    negativa, fazendo com que os eltrons executem um

    movimento de vai-e-vem.

    Este tipo de corrente o que encontramos quando

    medimos a corrente encontrada na rede eltrica residencial,

    ou seja, a corrente medida nas tomada de nossa casa.

  • Resistores

    So peas utilizadas em circuitos eltricos que tem como principal funo converter energia eltrica em energia

    trmica, ou seja, so usados como aquecedores ou como

    dissipadores de eletricidade.

    Alguns exemplos de resistores utilizados no nosso

    cotidiano so: o filamento de uma lmpada incandescente, o

    aquecedor de um chuveiro eltrico, os filamentos que so

    aquecidos em uma estufa, entre outros.

    Utilizam-se as representaes:

  • Associao de Resistores

    Em um circuito possvel organizar conjuntos de resistores interligados, chamada associao de resistores.

    O comportamento desta associao varia conforme a

    ligao entre os resistores, sendo seus possveis tipos: em

    srie, em paralelo e mista.

    Associao em Srie

    Associar resistores em srie significa lig-los em um

    nico trajeto, ou seja:

  • Como existe apenas um caminho para a passagem da

    corrente eltrica esta mantida por toda a extenso do

    circuito. J a diferena de potencial entre cada resistor ir

    variar conforme a resistncia deste, para que seja obedecida

    a 1 Lei de Ohm, assim:

    Esta relao tambm pode ser obtida pela anlise do circuito:

  • Sendo assim a diferena de potencial entre os pontos inicial e final do circuito igual :

    Analisando esta expresso, j que a tenso total e a

    intensidade da corrente so mantidas, possvel concluir que

    a resistncia total :

    Ou seja, um modo de se resumir e lembrar-se das

    propriedades de um circuito em srie :

    Tenso (ddp) (U) se divide

    Intensidade da corrente (i) se conserva

    Resistncia total (R) soma algbrica das resistncia em

    cada resistor.

  • Associao em Paralelo:

    Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de corrente, de modo que a ddp

    em cada ponto seja conservada. Ou seja:

    Usualmente as ligaes em

    paralelo so representadas

    por:

  • Como mostra a figura, a intensidade total de corrente

    do circuito igual soma das intensidades medidas sobre

    cada resistor, ou seja:

    Pela 1 lei de ohm:

    E por esta expresso, j que a intensidade da corrente e

    a tenso so mantidas, podemos concluir que a resistncia

    total em um circuito em paralelo dada por:

  • Associao Mista:

    Uma associao mista consiste em uma combinao, em um mesmo circuito, de associaes em srie e em

    paralelo, como por exemplo:

    Em cada parte do circuito, a tenso (U) e intensidade da

    corrente sero calculadas com base no que se conhece sobre

    circuitos srie e paralelos, e para facilitar estes clculos pode-se

    reduzir ou redesenhar os circuitos, utilizando resistores

    resultantes para cada parte, ou seja:

  • Sendo:

  • Potncia Eltrica

    A potncia eltrica dissipada por um condutor definida como a quantidade de energia trmica que passa

    por ele durante uma quantidade de tempo.

    A unidade utilizada para energia o watt (W), que

    designa joule por segundo (J/s).

    Ao considerar que toda a energia perdida em um circuito

    resultado do efeito Joule, admitimos que a energia

    transformada em calor igual a energia perdida por uma

    carga q que passa pelo condutor.

  • Ou seja:

    Mas, sabemos que:

    Ento:

    Logo:

    Mas sabemos que ento podemos escrever que:

  • Pela 1 Lei de Ohm temos que

    Ento podemos definir duas formas que relacionem

    a potncia eltrica com a resistncia.

  • Por exemplo:

    Qual a corrente que passa em uma lmpada de

    60W em uma cidade onde a tenso na rede eltrica de 220V? E qual a resistncia do filamento interno da lmpada?

    Dados: P = 60 W

    U = 220 V

  • ASSOCIAO DE RESISTORES - RESUMO

  • FUNDAMENTOS DA ELETRNICA DE SEMICONDUTORES

    Diodos

    O elemento no-linear fundamental de circuito e tambm o mais simples o diodo. Assim como um resistor, o diodo tem dois terminais; mas diferentemente do resistor, o qual tem uma relao linear (lei de Ohm V = I x R) entre a corrente que circula por ele e a tenso nele aplicada, o diodo tem uma caracterstica

    I - V no linear.

    - O diodo ideal

    O diodo ideal pode ser considerado como elemento no-linear mais fundamental. Ele um dispositivo de dois terminais, tendo o smbolo de circuito que apresentado na Figura 23, onde tambm so apresentadas suas caractersticas I-V.

  • Figura 23 O diodo ideal e sua caracterstica I-V.

    O comportamento do diodo ideal pode ser interpretado como segue:

  • - se uma tenso negativa for aplicada ao terminal positivo (anodo, A) e uma tenso positiva ao terminal negativo (catodo, K) o diodo se comportar como

    um circuito aberto e conseqentemente no haver circulao de corrente pelo

    mesmo, considera-se, ento, que o diodo est polarizado reversamente.

    - Invertendo a polarizao, ou seja, aplicando uma tenso positiva no terminal positivo (anodo) e uma tenso negativa no terminal negativo (catodo) o

    diodo se comportar como um circuito fechado permitindo a passagem da corrente,

    neste caso diz-se que o diodo est polarizado diretamente, Figura 24.

  • Pela descrio anterior observamos que o circuito externo deve ser

    projetado para limitar a corrente de conduo direta do diodo e para limitar a

    tenso reversa do diodo em corte, em valores predeterminados.

    A Figura 25 mostra dois circuitos com diodos que ilustram esse ponto.

    Na Figura 25 a, o diodo est em conduo.

    Logo, a queda de tenso nele zero e a corrente que circula por ele

    ser determinada pela fonte de alimentao de +10V e o resistor de 1 K, que

    resulta em 10 mA.

    O diodo no circuito da Figura 25 b est em corte e, portanto, sua

    corrente zero, o que por sua vez significa que a tenso total de 10 V aparece

    sobre o diodo reversamente polarizado.

    importante ressaltar que no diodo ideal no existe queda de tenso

    sobre o mesmo quando polarizado diretamente, o que pode ser verificado pela

    Figura 25 a. Nesta figura observa-se que a queda de tenso sobre o diodo de

    0 V.

  • O diodo real

    Em contraste ao diodo ideal, os diodos reais apresentam uma queda de

    tenso,VD, quando polarizados diretamente, no caso dos diodos de silcio est queda

    de tenso vale 0,7 V e para os diodos de germnio 0,3 V, aproximadamente.

  • Considerando a figura anterior pode-se dividir a operao do diodo em

    trs regies: a regio de polarizao direta, polarizao reversa e a regio de

    ruptura.

    - Na regio de polarizao direta o diodo permite a circulao de corrente

    e possui uma queda de tenso constante VD.

    - Na regio de polarizao reversa o diodo no permite a circulao de

    corrente, comportando-se como um circuito fechado, neste caso a queda de tenso

    sobre o mesmo igual a valor da tenso reversa aplicada sobre ele at um limite

    mximo de -VZD.

    - Na regio de ruptura o valor da tenso reversa aplicada superior, em

    mdulo, a tenso reversa VZD, neste caso ocorre a ruptura e o componente volta

    permitir a circulao de corrente, importante ressaltar que a ruptura no diodo no

    normalmente destrutiva, contando que a potncia dissipada seja limitada pelo

    circuito externo em um nvel seguro que pode ser obtido no catlogo (data sheet)

    deste componente fornecido pelo fabricante.

    Tanto na regio de polarizao direta quanto de ruptura, importante

    considerar a corrente que ir circular pelo diodo real quando em conduo para se

    determinar a potncia que ser dissipada pelo componente. Na regio de

    polarizao reversa importante considerar o valor mximo de tenso para se

    evitar ultrapassar o valor -VZD.

    Estes parmetros variam de acordo com o modelo de diodo e podem ser obtidos

    atravs dos catlogos disponibilizados pelos fabricantes dos mesmos.

  • Exemplos de aplicao, circuitos retificadores

    Os circuitos retificadores tem grande aplicao na eletrnica devido a

    sua capacidade de transformar corrente alternada em corrente contnua, desta

    forma tal circuitos so utilizados em fontes de alimentao onde a tenso

    alternada da rede transformada em tenso contnua.

    Ressaltando, que em tal aplicao alm do retificador temos o circuito

    de filtragem e regulao da tenso de sada. Outra aplicao do retificador para

    medio da tenso ou corrente alternada, neste caso o retificador utilizado

    juntamente com um circuito de reteno para obteno do valor de pico da

    grandeza avaliada.

  • Este circuito consiste um diodo D e um resistor R conectados em srie,

    Figura 27 a.

    Suponha uma tenso de entrada senoidal, vi, de acordo com a Figura 27b.

    Durante os semiciclos positivos da entrada senoidal, a tenso positiva, Vi,

    faz com que a corrente circule pelo diodo no sentido direto (diodo em conduo).

    Portanto, o circuito equivalente ser conforme mostrado na Figura 27 c e a

    tenso de sada, V0, ser igual tenso de entrada, Vi.

    Por outro lado, durante os semiciclos negativos de Vi, o diodo no

    conduzir.

    Portanto, o circuito equivalente ser conforme mostrado na Figura 27 d e a

    tenso de sada, V0, ser zero.

    Finalmente, a tenso de sada ter a forma apresentada na Figura 27 e.

    Portanto, observa-se que o circuito retificador s permite a passagem dos

    semiciclos positivos da tenso de entrada Vi.

    Sendo que os semiciclos negativos so cortados, o que pode ser um

    inconveniente em algumas aplicaes.

  • O retificador de onda completa (ponte retificadora)

    Outra forma de implementao do retificador, e que no possui o

    inconveniente de cortar os semiciclos negativos, o retificador de onda completa,

    tambm conhecido como retificador em ponte ou ponte retificadora.

    Na Figura 28 apresentado o diagrama deste retificador.

    O circuito apresentado na figura anterior funciona da seguinte maneira:

    durante os semiciclos positivos da tenso de entrada, vi, a corrente conduzida

    pelo diodo D1, resistor R e o diodo D2. Enquanto isso, os diodos D3 e D4 estaro

    reversamente polarizados, portanto em corte.

  • Por outro lado, durante os semiciclos negativos da tenso Vi, a corrente

    ser conduzida pelo diodo D3, o resistor R e o diodo D4, enquanto os diodos D1

    e D2 permanecem em corte.

    Desta forma, observa-se que os terminais do resistor permanecem com

    sua polaridade inalterada, independente da polaridade do sinal de entrada, ou

    seja, a tenso de sada, V0 permanece com a polarizao indicada pela figura

    anterior.

    A sada deste retificador apresentada na Figura 29.

  • De acordo com a figura anterior observa-se que os semiciclos negativos

    foram rebatidos para a cima, desta forma o perodo de tempo de ausncia de

    tenso entre dois semiciclos consecutivos, observados no retificador de meia onda,

    Figura 27 e, foi preenchido.

    A principal desvantagem deste retificador em relao ao retificador de meia

    onda que neste existe duas quedas de tenso no caminho da corrente, nos

    semiciclos positivos por D1 e D2 e nos negativos por D3 e D4, portando a queda de

    tenso fica em, aproximadamente, 1,4 V (0,7 V para cada diodo, no caso do silcio,

    aproximadamente).

    Para o retificador de meia onda, como s existe um diodo no caminho da

    corrente a queda de tenso sempre igual metade, ou seja, para diodos de silcio,

    0,7 V.

  • O diodo zener

    Considerando a Figura 26 podemos concluir que a operao na regio

    de ruptura pode ser til em algumas aplicaes, como aquelas onde a queda de

    tenso no diodo deve ser maior que VD, ou seja, maior que 0,7 V.

    Isto devido ao fato de que a tenso reversa (tenso de ruptura), VZD, ser maior,

    em mdulo, que o valor da queda de tenso de polarizao direta VD.

    Uma aplicao muito importante para os diodos operando na regio de

    ruptura no projeto de reguladores de tenso. Desta forma diodos especiais so

    fabricados para operar especificamente na regio de ruptura.

    Estes diodos so chamados de diodos de ruptura ou, mais comumente,

    diodos zener.

    Na Figura 30 apresentado o smbolo do diodo zener. Nas aplicaes

    usuais deste tipo de componente a corrente circula entrando pelo catodo, ou

    seja, o catodo positivo em relao ao anodo, isto contrasta com os outros tipos

    de diodos onde o catodo negativo em relao ao anodo.

    Resumindo, os diodos zener so utilizados em polarizao contrria

    quando comparados com os outros tipos de diodos e exatamente esta

    caracterstica que confere aos diodos zener sua funcionalidade como

    reguladores de tenso.

  • Observa-se na figura anterior que a tenso reversa ou tenso de

    ruptura, VZD, tambm foi designada como VZ, tenso zener, esta nomeclatura

    bastante usual e encontrada em muitos textos referentes ao assunto.

    Sendo assim, neste texto, daqui em diante, as designaes VZD e VZ

    sero usadas indiscriminadamente e possuem o mesmo significado.

    Os diodos zener so fabricados com valores de VZ na faixa de alguns

    volts at algumas centenas de volts. Alm das especificaes de VZ o

    fabricante especifica a potncia mxima que o dispositivo pode dissipar com

    segurana.

    Por exemplo, um diodo zener de 0,5 W e 6,8 V pode operar

    seguramente com corrente mxima de 70 mA. Isto pode ser verificado de

    acordo com a lei de Ohm, como apresentado abaixo:

    Substituindo os valores de potencia e tenso do pargrafo anterior, tem-se:

    Reagrupando os termos:

  • O transistor

    Em 23 de dezembro de 1947, a indstria eletrnica estava prestes a

    experimentar uma linha de interesse e desenvolvimento completamente nova.

    Foi durante a tarde deste dia que Walter H. Brattain e John Bardeen

    demonstraram a funo de amplificao do primeiro transistor, nos laboratrios

    da companhia Bell Telephone.

    O transistor original (um transistor de contato de ponta) apresentado

    na Figura 57.

    As vantagens deste dispositivo de estado slido de trs terminais em

    relao vlvula eram imediatamente bvias:

    - menor e mais leve;

    - no apresentava requisitos ou perdas de aquecimento;

    - mais robusto;

    - mais eficiente, j que menos potncia era absorvida pelo

    dispositivo;

    - e tenses de operao menores poderiam ser utilizadas.

  • Field-Effect Transistor ou Transistor de efeito de campo

    Complementary Metal-Oxide-Semiconductor ou Semicondutor metal-xido

    complementar

    Neste item so apresentados os transistores bipolares de juno, ou

    simplesmente TBJ.

    Ressalta-se que outras famlias de transistores so freqentemente

    utilizadas como, FET, CMOS , alm de outras, o estudo sobre as mesmas no ser

    apresentado no presente texto por extrapolar os objetivos pretendidos.

  • O transistor um dispositivo eletrnico em que uma pequena corrente

    eltrica usada para controlar uma corrente maior em outros dois terminais, tendo

    como funes bsicas:

    Amplificador

    Chave

    Aplicaes

    o componente fundamental de uma fonte controlada, que o

    elemento bsico da eletrnica analgica

    o componente fundamental de uma chave lgica, que o elemento

    bsico da eletrnica digital

  • O transistor NPN e PNP

    Estrutura

    um dispositivo semicondutor de 3 terminais composto por 2 junes PN

    As 3 regies que o compem so chamadas de emissor, base e coletor

    Diferentes nveis de dopagem so aplicados nessas regies

    Dopagem eletrnica consiste num procedimento de adio de impurezas

    qumicas a um elemento semicondutor para transform-lo num elemento mais

    condutor, porm, de forma controlada.

  • O smbolos dos transistores NPN e PNP so apresentados na Figura 58.

    Na figura anterior podem ser observados os terminais dos dois tipos de

    transistores so eles: coletor, base e emissor. Repare no sentido da seta, no

    terminal emissor, que diferencia o transistor NPN do PNP.

  • Na Figura 59 so apresentas as definies de tenso e correntes

    necessrias para anlise dos circuitos envolvendo transistores.

    Repare na figura anterior que o sentido das correntes so diferentes entre

    os dois tipos de transistor. Ainda nesta figura temos as seguintes definies, vlidas

    para os dois tipos de transistores:

  • POLARIZAO DOS TRANSSTORES

    Polarizar um transstor significa aplicar uma tenso contnua em cada

    um dos seus terminais para que o mesmo possa desempenhar suas funes

    nos circuitos. por causa da polarizao que os equipamentos eletrnicos

    devem ser alimentados com pilhas, baterias ou a partir da tenso da rede

    eltrica.

    1 - NPN - Funcionam com tenso maior no coletor, mdia na base e menor

    no emissor. A tenso da base s um pouco maior que a do emissor.

    2 - PNP - Funcionam com tenso maior no emissor, mdia na base e menor

    no coletor. A tenso da base s um pouco menor que a do emissor. Abaixo

    vemos os exemplos: