avaliação - eletrônica analógica

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UNIVERSIDADE PAULISTA –UNIP 
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO (MECATRÔNICA) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA ANALÓGICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus 
2022 
 ISABELLA SILVA E SILVA - F062422 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO 
Trabalho apresentado como requisito 
parcial de avaliação da disciplina de 
Eletrônica Analógica, ministrada 
pelo professor Williams de Lima 
 
 
 
 
 
 
Manaus 
2022 
1. CAPACITOR 
Os capacitores são componentes muito utilizados para o desenvolvimento de circuitos 
eletrônicos com diversas funcionalidades, variando principalmente o seu tipo, a sua capacidade 
de carga e a sua disposição no circuito. Independentemente de ser um circuito simples ou um 
circuito mais complexo, a grande maioria dos circuitos possui um capacitor em seu esquema. 
Ou seja, o capacitor é um componente essencial para a grande maioria dos circuitos, e é um 
componente que deve ser conhecido por todos os iniciantes da área da eletrônica. 
1.1. CONCEITO 
Um capacitor é um componente elétrico passivo capaz de armazenar energia elétrica 
em um campo elétrico. O capacitor é definido pela sua capacitância, em Farads, medida entre 
seus terminais condutores. Esses terminais são constituídos de dois materiais condutores, 
normalmente metálicos, que são separados por um material dielétrico, sendo, entre outros, 
semicondutores, papel, vidro e ar. 
1.2. POLARIZAÇÃO 
A maioria dos capacitores eletrolíticos têm polaridade e essa informação vem descrita 
no corpo do capacitor. Nesta imagem a seguir é possível ver os traços que indicam o lado 
negativo do capacitor, então basta ligar o negativo e o positivo nos terminais corretos. 
 
 
 
Caso sua a polaridade for invertida, o capacitor eletrolítico que tem polaridade, 
certamente irá vazar ou explodir. 
1.3. APLICAÇÕES 
Os capacitores são muito populares em circuitos elétricos, já que eles podem ser 
utilizados em diversas disposições e atuar de diversas maneiras. Dentre os mais utilizados, estão 
os filtros capacitivos, coupling e decoupling, armazenamento de energia, entre outros. 
1.4. TIPOS 
https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
Existem diversos tipos de capacitores. Dentre os mais utilizados, estão o eletrolítico, 
o cerâmico e o de poliéster. É importante saber que todos os capacitores possuem uma limitação 
de tensão de alimentação e, caso haja uma sobretensão em sua alimentação, o componente será 
permanentemente danificado, além de provavelmente comprometer o resto do circuito. 
• Capacitor Eletrolítico 
Capacitores eletrolíticos são utilizados normalmente quando há a necessidade de uma 
grande capacitância no circuito. Eles possuem polaridade, ou seja, um terminal para 
alimentação positiva e um terminal para alimentação negativa, o que os tornam desprotegidos 
de polaridade reversa em sua alimentação, levando à destruição do material dielétrico, portanto 
são usados apenas em circuitos de corrente contínua. 
 
 
Capacitores Eletrolíticos 
• Capacitor Cerâmico 
Diferentemente de capacitores eletrolíticos, capacitores cerâmicos são utilizados para 
baixas necessidades de capacitância e podem ser alimentados com altos valores de tensão e em 
corrente alternada, pois não possuem polaridade. Além disso, são geralmente usados em 
circuitos com frequências elevadas. 
 
 
Capacitores Cerâmicos 
• Capacitor de Poliéster 
Os capacitores de poliéster possuem um comportamento similar ao dos capacitores 
cerâmicos, já que eles também não possuem polaridade. Entretanto, eles possuem uma grande 
abrangência em seu valor de capacitância em um encapsulamento pequeno, sendo muito 
utilizados para circuitos de alta potência. 
 
 
Capacitores de Poliéster 
• Capacitores de Tântalo 
Capacitores de tântalo são construídos da mesma maneira que capacitores eletrolíticos, 
porém eles são consideravelmente raros no mercado, já que a extração/mineração de tântalo é 
limitada e há muitos problemas com extrações ilegais deste minério. As poucas empresas que 
os fabricam e os vendem têm de emitir uma certificação especial afirmando que o mesmo teve 
uma extração legal. 
 
 
Capacitores de Tântalo 
• Capacitores Variáveis 
Os trimmers, como são comumente conhecidos os capacitores variáveis, são 
capacitores que possuem uma capacitância variável ou pré-configurada através de um eixo que 
é movido. 
 
 
Capacitores Variáveis 
1.5. EQUAÇÕES 
 
• Cálculo de Capacitância 
A capacitância é medida em Farads, como visto acima. Entretanto, como é calculado 
o valor para cada capacitor? A capacitância "C" (expressa em Farads, F) é igual à razão entre a 
carga elétrica armazenada "q" (expressa em Coulombs, C) e a diferença de potencial "V" 
(tensão, expressa em Volts, V), portanto temos a equação a seguir. 
 
 
Ou seja, como visto anteriormente, para termos 1 Farad de capacitância, o componente 
deve ser capaz de armazenar 1 Coulomb com uma tensão de 1 Volt. 
• Relação de Tensão e Corrente 
A relação entre tensão e corrente para resistores é um velho conhecido dos amantes da 
eletrônica, sendo ele o famoso "URI", onde temos a tensão "U" ou "V" (V), sendo igual à 
multiplicação da resistência "R" (Ohm) pela corrente do circuito "I" (A). Portanto temos U=R*I. 
Agora a relação de tensão e corrente para capacitores é um pouco mais complexa, 
envolvendo integrais e derivadas para deduzir a fórmula de cálculo. 
• Dedução da Corrente 
A corrente ("I") é dada pelo produto da capacitância ("C") em relação à derivada da 
tensão ("dV") em função do tempo ("dt"). Deste modo temos a seguinte equação. 
 
 
• Dedução da Tensão 
A tensão é uma função deduzida através da corrente do capacitor, ou seja, se 
colocarmos a derivada da tensão em evidência, teremos: 
 
 
Como queremos descobrir o valor de tensão do capacitor, temos que integrar a função. 
Deste modo temos: 
 
 
Portanto, a tensão "V" é igual ao produto do inverso da capacitância "C" e da corrente 
"I" em função do tempo. 
• Carga e Descarga 
A curva característica de um capacitor é a sua relação de tensão em função do tempo 
para a sua carga. Essa equação é deduzida de um circuito "RC", que é a ligação em série de um 
resistor com um capacitor, como na imagem abaixo. 
 
 
 
Circuito "RC" 
Na carga, a equação da tensão do capacitor "Vc(t)" é igual à tensão máxima "Vcc" 
relacionada à resposta ao degrau unitário em função do tempo em relação ao valor do resistor 
"R" com a capacitância "C", como pode ser visto abaixo. 
 
Já a curva de descarga é algo semelhante à fórmula da carga do capacitor, e segue a 
equação abaixo. 
 
As respectivas curvas de tensão em função do tempo podem ser vistas na imagem 
abaixo. 
 
 
 
2. RESISTOR 
Resistores são dispositivos usados para controlar a passagem de corrente elétrica em 
circuitos elétricos por meio do efeito Joule, que converte energia elétrica em energia térmica 
2.1. CONCEITO 
São componentes eletrônicos que resistem à passagem de corrente elétrica. Quando 
inserimos um resistor em um circuito elétrico, ocorre uma diminuição na intensidade da 
corrente elétrica, além disso, a presença dele ao longo de um fio acarreta redução ou queda do 
potencial elétrico. 
Alguns resistores conseguem manter sua resistência elétrica constante, mesmo em um 
grande intervalo de tensões elétricas, eles são conhecidos como resistores ôhmicos.O resistor é 
um componente com a função básica de limitar a passagem de corrente de um circuito. 
2.2. POLARIZAÇÃO 
 
Resistores não possuem polaridade, logo podem ser usados em corrente alternada ou 
contínua. Em circuitos e esquemas elétricos, eles são simbolizados como na imagem abaixo. 
 
 
Símbolos do Resistor 
2.3. APLICAÇÕES 
Cada resistor em cada circuito exerce uma função única, onde ele atua de uma maneira 
específica para aquele circuito. Abaixo seguem as aplicações mais comuns em circuitos 
eletrônicos. 
• Limitador de Corrente 
Como a corrente que flui pelocircuito está diretamente ligada à resistência imposta ao 
mesmo, quanto maior a resistência, menor a corrente, e vice-versa. Essa é a aplicação mais 
simples e popular para este componente, limitar a corrente que flui por um circuito. A imagem 
abaixo ilustra como é a diminuição da corrente elétrica de acordo com a resistência imposta em 
seu circuito. 
 
 
 
 
Limitação de Corrente 
2.4. TIPOS 
Os resistores são comumente conhecidos em todo mundo devido ao seu 
formato característico. Entretanto, existem diversos modelos de resistores, com 
características distintas para aplicações distintas. 
• Resistores Axiais 
O resistor axial, mais conhecido como resistor through-hole, é o modelo de resistor 
mais famoso e utilizado em circuitos prototipados, e pode ser encontrado com uma certa 
frequência em circuitos de produtos mais antigos, como rádios, e ainda podendo ser encontrado 
em alguns circuitos mais modernos. Como seu próprio nome já diz, eles são construídos 
axialmente sobre dois terminais metálicos. O material semicondutor da fabricação do resistor 
pode ser o carbono ou a cerâmica envolvida por sulcos espirais, como nas imagens abaixo, 
respectivamente. 
 
 
 
 
Construção do Resistor de Carbono Construção do Resistor Cerâmico 
• Resistores SMD 
Resistor SMD, ou SMT, conhecido como resistor de surface-mount, é o modelo de 
resistor muito comum em circuitos eletrônicos mais modernos e menores, como a BlackBoard 
UNO e outras placas de nossa loja virtual. Essa popularidade não é à toa, já que este modelo é 
muito menor, mais leve e mais barato, o que facilita o desenvolvimento do circuito das placas, 
assim como a fabricação da mesma. 
 
 
 
 
Construção de Resistor SMD 
• Resistores Variáveis 
Existem diversos modelos de resistores variáveis no mercado, porém todos possuem o 
mesmo propósito, definir a resistência de acordo com sua posição. Dentre os mais utilizados 
estão o trimpot, o potenciômetro, o slider (também conhecido como potenciômetro linear), o 
potenciômetro com retorno por mola (como o módulo joystick) e até mesmo os resistores 
flexíveis, utilizados para realizar leituras de forças. 
 
 
 
Modelos de Resistores Variáveis 
2.5. EQUAÇÕES 
Resistores são medidos em Ohms, porém como eles são calculados para obter esse 
valor de resistência? Como mencionado anteriormente, a resistência "R" é equivalente à razão 
entre a tensão ("V" ou "U") e a corrente ("A"). Portanto, a tensão elétrica (medida em Volts 
- V) é igual ao produto da resistência elétrica (medida em Ohms - Ώ) em função da corrente 
elétrica "I" (medida em Ampere - A). Deste modo temos a equação abaixo. 
 
 
A famosa fórmula popular e informalmente conhecida como "URI" pode ser vista 
acima e, com ela, podemos derivar e realizar o cálculo da resistência em função da tensão e da 
corrente, assim como calcular a corrente em função da tensão e da resistência. 
Outra fórmula famosa e que está diretamente relacionada à resistência do circuito é a 
denominada "PUI", onde a potência elétrica "P" (medida em Watts - W), é igual ao produto da 
tensão e da corrente, como é possível observar abaixo. 
 
 
Com a fórmula acima, é possível derivá-la para calcular a potência em função da 
resistência e da tensão ou da corrente. O cálculo da potência é importante no dimensionamento 
do resistor, pois ele pode indicar se o modelo escolhido corre o risco de queimar durante o uso. 
3. DIODO 
Diodos, embora pouco conhecidos, são componentes eletrônicos fundamentais para a 
criação de circuitos, principalmente quando o projeto irá trabalhar com alta potência. 
3.1. CONCEITO 
Um diodo é um componente eletrônico que permite a passagem da corrente elétrica 
somente em um sentido. Uma analogia simples que podemos fazer é comparar um diodo a uma 
válvula que só deixa a água fluir em um sentido, ou seja, o diodo faz a mesma coisa com a 
corrente elétrica. 
3.2. POLARIZAÇÃO 
O funcionamento básico de um diodo é permitir que a corrente flua no circuito em 
apenas um sentido. Os diodos possuem polaridade (como é possível observar na primeira 
imagem abaixo), portanto a passagem de corrente será de acordo com a sua polaridade no 
circuito. Ou seja, caso o diodo seja polarizado corretamente, ele irá permitir a passagem de 
corrente, porém, caso ele seja polarizado inversamente, ele atuará abrindo o circuito, como na 
segunda imagem abaixo. 
 
 
 
 
 
Polaridade de um Diodo 
 
 
 
 
 
 
 
Polaridade de um Diodo no Circuito 
3.3. APLICAÇÕES 
Grande parte dos diodos pode ser encontrada em drivers de motores DC, como o Shield 
Motor Driver 2x2A e a Julieta V1.0 
• Diodo de Flyback 
Diodos de flyback, ou freewheeling, como são conhecidos, são muito utilizados para 
acionamento de cargas indutivas, como, por exemplo, motores. Eles são utilizados em paralelo 
com a carga acionada, como na imagem primeira abaixo. O diodo de flyback é utilizado para 
evitar picos de corrente e corrente reversa durante a reversão ou desacoplamento da carga 
indutiva, como na segunda imagem abaixo. 
 
 
 
Circuito do Diodo de Flyeback Circuito do Diodo de Flyeback em 
Desacionamento 
3.4. TIPOS 
Existem diversos modelos de diodos que são utilizados para aplicações distintintas. 
Dentre os mais utilizados e que serão abordados, os diodos retificadores, diodos Zener, diodos 
emissores de luz e fotodiodos. 
• Diodos Retificadores 
Os diodos retificadores, como são conhecidos, são o modelo mais comum de diodos 
utilizados para PCBs, como, por exemplo, o diodo 1N4007. Eles são chamados assim pelo 
fato de serem capazes de conduzir uma corrente superior à dos outros modelos. 
 
 
 
 
 
 
Diodo 1N4007 
• Diodos Zener 
Diodos Zener possuem um funcionamento e propósito um pouco diferente de outros 
modelos, já que eles foram feitos para trabalhar em polarização reversa para alcançar o 
quadrante de quebra, que é denominada tensão Zener. 
 
 
 
 
 
Diodos Zener 
• Light-Emitting Diode 
Diodos emissores de luz, mais conhecidos como Light-Emitting Diodes, os famosos 
LEDs, são um dos, senão o modelo de diodo mais conhecido na eletrônica 
 
 
Modelos de LEDs 
• LEDs RGB 
LEDs RGB são diodos emissores de luz com 3 LEDs comuns internos, nas cores 
vermelha (Red - R), verde (Green - G) e azul (Blue - B). Assim como os LEDs comuns, o LED 
RGB possui polaridade, sendo ele ânodo ou cátodo comum, como na imagem abaixo. 
 
 
 
Circuitos de LEDs RGB 
• Fotodiodos 
Fotodiodos trabalham com o mesmo princípio de diodos emissores de luz, entretanto, 
de maneira inversa, onde eles são polarizados de acordo com a entrada de sinal luminoso. 
Normalmente são utilizados sinais infravermelhos para poder enviar sinais modulados. Um 
exemplo muito comum de um fotodiodo é o receptor IR. 
4. DISSIPADOR DE CALOR 
Dissipador de calor é basicamente conhecido como kit de dissipação térmica. O 
produto é constituído por ventoinha e pelo dissipador, que é uma base de metal, geralmente 
fabricada com diferentes materiais metálicos 
4.1.CONCEITO 
Um dissipador térmico, dissipador de energia térmica ou promotor de calor, mais 
conhecido - de forma pouco adequada - por dissipador de calor, é um objeto de metal geralmente 
feito de cobre ou alumínio, que, pelo fenômeno da condução térmica, busca maximizar, via 
presença de uma maior área por onde um fluxo térmico possa ocorrer, a taxa de dissipação 
térmica - ou seja, de calor - entre qualquer superfície com a qual esteja em contato térmico e o 
ambiente externo. Dissipadores térmicos têm por objetivo garantir a integridade de 
equipamentos que podem se danificar caso a expressiva quantidade de energia térmica gerada 
durante seus funcionamentos não seja deles removida e dissipada em tempo hábil. 
4.2. APLICAÇÕES 
Um dissipador térmico é essencialmente usado nos casos em que a fonte de energia 
térmica implique por si só uma elevada irradiância térmica, a exemplo em circuitos eletrônicoscom elevado grau de integração ou em componentes de hardware de equipamentos que 
satisfazem o requisito, como as unidades centrais de processamento de computadores e video 
games, processadores gráficos, e outros. Em essência, o dissipador busca estabelecer uma maior 
condutividade térmica entre os sistemas integrados e o ambiente externo de forma que a taxa 
de dissipação de energia térmica requisitada ao componente não implique, entre o ambiente 
externo e o interno, uma diferença de temperaturas que possa comprometer a estrutura interna 
do componente. 
4.3. TIPOS 
• Dissipadores passivos 
Os dissipadores passivos não são dotados de ventoinhas e por isso não tem a 
capacidade de resfriar superfícies que gerem grande quantidade de calor. Em equipamentos de 
hardware são usados em chips que geram pouco calor, como chipsets e controladoras. Os 
mesmos possuem vantagens como não gerar ruído e não consumir eletricidade 
 
• Dissipadores ativos 
Dissipadores ativos ou coolers tem uma capacidade de refrigeração muito melhor que 
o dissipador passivo, já que combinando uma maior área de dissipação e uma corrente de ar 
passando por essa área, é possível o calor a uma taxa maior. O fluxo intenso de ar junto às 
lâminas impõe temperaturas mais baixas em suas superfícies e por tal gradientes de temperatura 
e taxas de calor mais acentuadas do que as obtidas nos dissipadores passivos, que contam apenas 
com o fluxo de ar induzido pelo fenômeno de convecção térmica para tal propósito. Tem seu 
uso destinado a componentes que exigem grandes taxas de calor, como os processadores. 
BIBLIOGRAFIAS 
CASTRO Giovanni de. Introdução ao Capacitor. Disponível em; 
https://www.robocore.net/tutoriais/introducao-ao-capacitor. Acesso em 3 de abril de 2022. 
CASTRO Giovanni de. Introdução ao Diodo. Disponível em; 
https://www.robocore.net/tutoriais/introducao-ao-capacitor. Acesso em 3 de abril de 2022. 
CASTRO Giovanni de. Introdução ao Resistor. Disponível em; 
https://www.robocore.net/tutoriais/introducao-ao-capacitor. Acesso em 3 de abril de 2022. 
 CUNHA, Daniel de Oliveira. Seminário sobre Dissipadores em UFRJ. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dissipador_de_energia_t%C3%A9rmica#Tipos_de_Dissipadore
s. Acesso em 3 de abril de 2022. 
HELERBROCK, Rafael. "Resistores"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/resistores.htm. Acesso em 03 de abril de 2022.