terça-feira, 1 de junho de 2010
PROPOSTA DO BLOG FÍSICA IIES
NOSSO OBJETIVO É APRESENTAR DE FORMA CLARA A TODOS VOCES QUE ACOMPANHAM NOSSO BLOG, CONTEÚDOS RELACIONADOS A DISCIPLINA ELETRICIDADE ÓPTICA, ENTRE ELES; 'TENSÃO ELÉTRICA', 'CORRENTE ELÉTRICA', 'RESISTENCIA ELÉTRICA', 'RESISTORES', 'POTENCIA ELÉTRICA', 'GERADORES', 'RECEPTORES', 'CAPACITORES', ETC.
PARA DÚVIDAS, ELOGIOS, CRÍTICAS E/OU SUGESTÕES, MANDE-NOS UM E-MAIL OU UM COMENTÁRIO NO BLOG.
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domingo, 30 de maio de 2010
RESISTORES e CAPACITORES
Resistores
CapacitoresAlguns capacitores apresentam uma codificação que é um tanto estranha, mesmo para os técnicos experientes, e muito difícil de compreender para o técnico novato. Observemos o exemplo abaixo:
O valor do capacitor,"B", é de 3300 pF (picofarad = 10-12 F) ou 3,3 nF (nanofarad = 10-9 F) ou 0,0033 µF (microfarad = 10-6 F). No capacitor "A", devemos acrescentar mais 4 zeros após os dois primeiros algarismos. O valor do capacitor, que se lê 104, é de 100000 pF ou 100 nF ou 0,1µF.
Capacitores usando letras em seus valores
O desenho ao lado, mostra capacitores que tem os seus valores, impressos em nanofarad (nF) = 10-9F. Quando aparece no capacitor uma letra "n" minúscula, como um dos tipos apresentados ao lado por exemplo: 3n3, significa que este capacitor é de 3,3nF. No exemplo, o "n" minúsculo é colocado ao meio dos números, apenas para economizar uma vírgula e evitar erro de interpretação de seu valor.
Multiplicando-se 3,3 por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), teremos 0,000.000.003.3 F. Para se transformar este valor em microfarad, devemos dividir por 10-6 = ( 0,000.001 ), que será igual a 0,0033µF. Para voltarmos ao valor em nF, devemos pegar 0,000.000.003.3F e dividir por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), o resultado é 3,3nF ou 3n3F.
Para transformar em picofarad, pegamos 0,000.000.003.3F e dividimos por 10-12, resultando 3300pF. Alguns fabricantes fazem capacitores com formatos e valores impressos como os apresentados abaixo. O nosso exemplo, de 3300pF, é o primeiro da fila.
Note nos capacitores seguintes, envolvidos com um círculo azul, o aparecimento de uma letra maiúscula ao lado dos números. Esta letra refere-se a tolerância do capacitor, ou seja, o quanto que o capacitor pode variar de seu valor em uma temperatura padrão de 25° C. A letra "J" significa que este capacitor pode variar até ±5% de seu valor, a letra "K" = ±10% ou "M" = ±20%. Segue na tabela abaixo, os códigos de tolerâncias de capacitância.
Até 10pF
Código
Acima de 10pF
±0,1pF
B
±0,25pF
C
±0,5pF
D
±1,0pF
F
±1%
G
±2%
H
±3%
J
±5%
K
±10%
M
±20%
S
-50% -20%
Z
+80% -20%ou+100% -20%
P
+100% -0%
Agora, um pouco sobre coeficiente de temperatura "TC", que define a variação da capacitância dentro de uma determinada faixa de temperatura. O "TC" é normalmente expresso em % ou ppm/°C ( partes por milhão / °C ). É usado uma seqüência de letras ou letras e números para representar os coeficientes. Observe o desenho abaixo.
Os capacitores ao lado são de coeficiente de temperatura linear e definido, com alta estabilidade de capacitância e perdas mínimas, sendo recomendados para aplicação em circuitos ressonantes, filtros, compensação de temperatura e acoplamento e filtragem em circuitos de RF.
Na tabela abaixo estão mais alguns coeficientes de temperatura e as tolerâncias que são muito utilizadas por diversos fabricantes de capacitores.
Código
Coeficiente de temperatura
NPO
-0± 30ppm/°C
N075
-75± 30ppm/°C
N150
-150± 30ppm/°C
N220
-220± 60ppm/°C
N330
-330± 60ppm/°C
N470
-470± 60ppm/°C
N750
-750± 120ppm/°C
N1500
-1500± 250ppm/°C
N2200
-2200± 500ppm/°C
N3300
-3300± 500ppm/°C
N4700
-4700± 1000ppm/°C
N5250
-5250± 1000ppm/°C
P100
+100± 30ppm/°C
Outra forma de representar coeficientes de temperatura é mostrado abaixo. É usada em capacitores que se caracterizam pela alta capacitância por unidade de volume (dimensões reduzidas) devido a alta constante dielétrica sendo recomendados para aplicação em desacoplamentos, acoplamentos e supressão de interferências em baixas tensões.
Os coeficientes são também representados exibindo seqüências de letras e números, como por exemplo: X7R, Y5F e Z5U. Para um capacitor Z5U, a faixa de operação é de +10°C que significa "Temperatura Mínima", seguido de +85°C que significa "Temperatura Máxima" e uma variação "Máxima de capacitância", dentro desses limites de temperatura, que não ultrapassa -56%, +22%.
Veja as três tabelas abaixo para compreender este exemplo e entender outros coeficientes.
Temperatura Mínima
Temperatura Máxima
Variação Máxima de Capacitância
X -55°C Y -30°C Z +10°C
2 +45°C 4 +65°C 5 +85°C 6 +105°C 7 +125°C
A ±1.0% B ±1.5% C ±2.2% D ±3.3% E ±4.7% F ±7.5% P ±10% R ±15% S ±22% T -33%, +22% U -56%, +22% V -82%, +22%
Capacitores de Cerâmica Multicamada
Capacitores de Poliéster Metalizado usando código de coresA tabela abaixo, mostra como interpretar o código de cores dos capacitores abaixo. No capacitor "A", as 3 primeiras cores são, laranja, laranja e laranja, correspondem a 33000, equivalendo a 33 nF. A cor branca, logo adiante, é referente a ±10% de tolerância. E o vermelho, representa a tensão nominal, que é de 250 volts.
1ª Algarismo
2ª Algarismo
3ª N° de zeros
4ª Tolerância
5ª Tensão
PRETO
0
0
-
± 20%
-
MARROM
1
1
0
-
-
VERMELHO
2
2
00
-
250V
LARANJA
3
3
000
-
-
AMARELO
4
4
0000
-
400V
VERDE
5
5
00000
-
-
AZUL
6
6
-
-
630V
VIOLETA
7
7
-
-
-
CINZA
8
8
-
-
-
BRANCO
9
9
-
± 10%
-
sexta-feira, 28 de maio de 2010
Corrente elétrica
Podemos citar vários exemplos:
Na natureza: o relâmpago, uma grande descarga elétrica produzida quando se forma uma enorme tensão entre duas regiões da atmosfera.
No corpo humano: impulsos elétricos do olho para o cérebro. Nas células da retina existem substâncias químicas que são sensíveis à luz, quando uma imagem se forma na retina estas substâncias produzem impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro.
Além destes exemplos, podemos identificar vários aparelhos e utensílios em nossa casa que foram construídos a partir do domínio da eletricidade: o ferro de passar roupas, o chuveiro, a lâmpada e muitos outros.
Para entendermos o funcionamento destes aparelhos vamos definir o conceito de corrente elétrica.
Se um condutor é ligado aos pólos do gerador os elétrons do pólo negativo se movimentam ordenadamente para o pólo positivo, esse movimento ordenado dos elétrons é denominado corrente elétrica.
Por convenção, o sentido da corrente elétrica é contrário ao do movimento dos elétrons no condutor.
A quantidade de carga elétrica ∆Q que atravessa uma seção transversal do condutor por um determinado intervalo de tempo ∆t determina a intensidade de corrente elétrica.
i = ∆Q / ∆t
Onde:
i = intensidade da corrente elétrica
∆Q = quantidade de carga elétrica
∆t = intervalo de tempo
A unidade de medida utilizada para corrente elétrica é o Coulomb/segundo (C/s), esta unidade recebe o nome de ampère (A).
Exemplo: Na seção transversal de um condutor passa uma quantidade de carga elétrica ∆Q = 8 . 10-4 C no intervalo de tempo ∆t = 2 . 10-2 s. Determine a intensidade da corrente elétrica que atravessa o condutor.
Resolução:
A intensidade da corrente elétrica é dada por:
i = ∆Q / ∆t
i = 8.10-4/2.10-2
i = 4.10-2A
Resistor
O QUE É RESISTOR?
Resistor é um componente eletrônico que tem a propriedade da resistência elétrica.
QUAL É SUA FUNÇÃO?
Atenuar a corrente elétrica.
SÍMBOLO
O símbolo geral do resistor segundo a ABNT é este que vocês podem ver a cima.
Sendo talvez, um dos componentes mais comuns, as resistências possuem um
formato cilíndrico e faixas coloridas que definem o seu valor em Ohms. Servem
para opor-se a passagem de corrente, ficando assim uma certa tensão retida no
mesmo.
ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS
Uma forma de se obter uma resistência de um determinado valor, é se associando
resistências, de duas formas: em série e em paralelo.
ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE
Na associação em série, o resultado total (RT) será igual a soma de todas
as resistências empregadas:
RT=R1+R2...
Essa forma de colocar os resistores,
tem algumas desvantagens, uma delas
é que se colocarmos (por exemplo) três
lâmpadas associadas em série, e logo após retirarmos
uma lâmpada, interrompe-se a passagem da
corrente e as outras se apagam. Por tanto você
não pode fazer a ligação da sua casa desta forma,
porque se você quiser acender uma
lâmpada tem que ligar a casa inteira.
ASSOCIACAO EM PARALELO
Quando associamos resistências em
paralelo, o resultado não será a soma
total, mas sim a soma através da
seguinte fórmula:
1/RT=1/R1+1/R2...
Se repetirmos a mesma experiência com
as lâmpadas, com esse circuito, se retirarmos
uma lâmpada as outras continuam acessas,
indicando não ter havido alteração nas correntes
que as atravessam.
Desta forma que você fará a ligação
da sua casa, pois se apagarmos uma
lâmpada, o resto da casa continua acessa, pois não irá interferir na passagem da
corrente.
RESISTOR DE VALOR ALTERÁVEL
É um resistor que possui um controle para
alteração de sua resistência por ação
diretamente manual ou através de chave de fenda.
RESISTOR VARIÁVEL
O resistor variável é utilizado para controlar o
volume sonoro em rádio, televisor, etc.
RESISTOR AJUSTÁVEL
O resisitor ajustável é utilizado para proporcionar
ajustes definitivos nos circuitos.
RESITOR ESPECIAL
Resistor Especial é um resistor cuja resistência
é estabelecida por fenômenos físicos, como a luz,
temperatura, tensão elétrica, pressão e outros.
São eles
LDR
PTC
NTC
VDR
Stain gage
RESITOR FIXO
Resistor fixo é um resistor que possibilita um
único valor de resistência.
RESISTORES DE POTÊNCIA
São resistores de fio, geralmente de niquel-cromo, para valores de potência acima
de 5W.
O valor do resistor vem impresso no corpo do resistor.
RESISTOR USO GERAL:
São resistores de potência de película de carbono para valores de potência de 1/8W
à 2.5W.
O valor da resistência destes resistores é fornecido por anéis coloridos, impressos
no corpo do resistor (código de cores comum), o valor da potência é fornecido na
última faixa.
RESISTOR DE PRECISÃO
São resistores de película de carbono fabricados por processo especiais. A
tolerância do valor da resistência deste resistor é quase nula
sexta-feira, 21 de maio de 2010
Leis de Kirchhoff
As Leis de Kirchhoff são empregadas em circuitos elétricos mais complexos, como por exemplo circuitos com mais de uma fonte de resistores estando em série ou em paralelo. Para estuda-las vamos definir o que são Nós e Malh Fig. 1: Circuito com várias malhas e nós
Nó: é um ponto onde três (ou mais) condutores são ligados.Malha: é qualquer caminho condutor fechado.
Analisando a figura 1, vemos que os pontos a e d são nós, mas b, c, e e f não são. Identificamos neste circuito 3 malhas definidas pelos pontos: afed, adcb e badc.
Estudo dos Geradores
Função do gerador no circuito – Aumentar a energia potencial da carga Q, à custa da sua energia química ou mecânica, realizando um trabalho sobre( /\ Q) ela.
Força eletromotriz do gerador (fem) – É dada pelo quociente entre o trabalho() realizado para transportar uma carga Q de um pólo a outro de um gerador. A fem é representada pela letra E.
Unidade da fem – Como a fem representa um acréscimo de energia à carga que atravessa o gerador, a sua unidade, no SI, é o volt.
Observação: a chamada fem de um gerador, na verdade, não é uma força, e sim uma diferença de potencial que o gerador poderia fornecer se não houvesse perdas dentro do próprio gerador. Como essas perdas são inevitáveis, pois o gerador também oferece uma resistência à passagem da corrente, a diferença de potencial fornecida é sempre menor do que aquela originária do trabalho do gerador (por causa disso, representaremos um gerador sempre acompanhado de um pequeno resistor).
Em que r é a resistência interna do gerador.
Equação do gerador – Observe que a diferença de potencial (U) que o gerador fornece nos seus terminais é igual à sua força eletromotriz (E) menos a diferença de potencial correspondente ao produto ri (lei de Ohm):
U = E - ri (Equação do gerador)
Observações:
a) Se a resistência interna do gerador é nula (r = 0), o gerador é chamado de gerador ideal, pois não dissipa energia. Nesse caso (que não ocorre na prática), a ddp entre seus terminais é igual à sua força eletromotriz:
r = 0 U = E b) Se i = 0, também teremos U = E. Nesse caso, dizemos que o gerador está em circuito aberto.
Balanço Energético – Nem toda a energia elétrica que o gerador desenvolve é entregue ao circuito externo, pois uma parte é “consumida” no circuito interno, sendo dissipada sob forma de calor.