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Resistores, Capacitores e Indutores Jorge R.A. Kaschny (2003) Resistores Símbolo: potenciômetros fixos variáveis Tipos usualmente encontrados: • Fixos (fio, carbono, filme metálico) • Potenciômetros (fio, carbono) • Variáveis (fio) Parâmetros relevantes: • Resistência em Ohms [Ω] • Potência Máxima em Watts [W] • Tolerância [variação %] • Tipo Construtivo • Tensão Máxima Aplicação HV [V] resistores de fio (liga metálica) resistores de pó sintetizado resistores de filme de carbono resistores de filme metálico de alta precisão Resistores Fixos resistores de fio (liga metálica) Potência: 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, ....., 50, .... W Resistência: 0.0, ....., 10M Ω (usual) Potenciômetros Grande variedade !!!! O Mais Típico !!!! Potência: ≤ 1/10, 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, ....., 50 W Resistência: 1, ....., 2.2M Ω (usual) Cuidado ! Existem vários tipos de escalas para a variação de resistência de um potenciômetro como função do angulo de rotação ou curso. Os mais típicos são: • Linear (LIN) e • Logarítmico (LOG). Mais Símbolos ..... Código de Cores - Para ler um resistor com 5 faixas : 1º faixa: Algarismo significativo 2º faixa: Algarismo significativo 3º faixa: Algarismo significativo 4º faixa: Nº de zeros 5º faixa: Tolerância - Para ler um resistor com 6 faixas : 1º faixa: Algarismo significativo 2º faixa: Algarismo significativo 3º faixa: Algarismo significativo 4º faixa: Nº de zeros 5º faixa: Tolerância 6º faixa: Temperatura Resistores de 4 faixas: (caso mais usual) Tabela de Valores Comerciais → .... e também múltiplos x10n n∈{0,1,2,3,4,5,6} Há uma escala especial p/ resistores de 0.1% ! No Mundo Real ....No Mundo Real .... LS Series inductance Cp Parallel capacitance (too small) R Resistance Existe uma freqüência de ressonância !!!! LS Cp R Outros problemas: O principal deles é a estabilidade térmica e portanto da faixa de temperatura operacional ! Pior Caso: Resistores Bobinados de Fio. Capacitores Símbolo típico: + s/ polaridade c/ polaridade Tipos usualmente encontrados: • Plásticos (PET, PP, PEN) • Eletrolíticos • Cerâmicos Capacitores variáveis mais comuns: • Variáveis “normais” •Miniatura (trimmer) • Varicaps (semicondutor) variáveis Parâmetros relevantes: • Capacitância em Farads [F] • Tensão máxima em Volts [V] • Dielétrico e Tipo Construtivo Capacitores Plásticos Classificação segundo o dielétrico: • Poliéster ou Mylar (PET), • Polipropileno (PP), • Polietileno (PEN), etc .... Classificação segundo construção: • Folha •Metalizado (“auto-regenerativo”) Parâmetros típicos: • Capacitância 0.01-22 µF • Voltagem 63-380 V (CC ou CA) • Regimes CC e CA Baixa Freq. As camadas metalizadas são tipicamente obtidas por evaporação térmica em vácuo de Al ou Zn formando uma película com espessura entre 500 e 700 Å. Capacitores “BOBINADOS. Os outros é só prensar !!!!” Capacitores SCHIKOSCHIKO Esta é uma construção muito compacta (SIEMENS) que se aproxima muito da concepção “placas paralelas”. Tipicamente usada para capacitores da ordem de nF, 63 Vmax. e dieletrico de poliester. Detalhes da construção Capacitores Eletroliticos Classificação segundo construção: • Polar ou MonoPolar (usual) • BiPolar Parâmetros típicos: • Capacitância 1-22000 µF • Voltagem 25-250 V (CC ou CA) • Regimes CC e CA Muito Baixa Freq. Características de Construção Folha de Al “cauterizada” Folha de Al usada para o anodo. Microscopia 400x. (capacitores de alta tensão) Folha de Al usada para o anodo. Microscopia 400x. (capacitores de baixa tensão) “An Al electrolytic capacitor constructed in the way described above will only operate correctly if the positive pole is connected to the formed Al foil (or anode), and the negative pole to the cathode foil. If the opposite polarity were to be applied, this would cause an electrolytic process resulting in the formation of a dielectric layer on the cathode foil. In this case strong internal heat generation and gas emission may occur and destroy the capacitor.” ATENÇÃO “Bipolar Al electrolytic capacitors are also available. In bipolar designs, not only the anode foil but also the cathode foil is anodized in the production process. The cathode foil has the same capacitance rating as the anode foil. This construction allows for operation at direct voltage of either polarity, as well as operation at purely alternating voltages. Since it causes internal heating, the applied alternating voltage must be kept considerably below the direct voltage rating.” “Due to series connection of the two capacitor elements the total capacitance amounts to only half the individual capacitance values. In comparison to a polar capacitor, a bipolar electrolytic capacitor of similar construction thus requires up to twice the volume for the same total capacitance. More over, twice the leakage current must be expected.” .... from EPCOS manual Capacitores Cerâmicos Construção típica: • Disco Dieletrico: • Varias cerâmicas e óxidos (TiBa) Parâmetros típicos: • Capacitância 1-10000 pF • Voltagem > 250 V (CC ou CA) • Regimes CC e CA Alta Freq. Construção típica Capacitores Variáveis Existem varias construções possíveis. Tipicamente temos valores pequenos de capacitancia máxima (≈pF). A aplicação mais usual é em equipamentos de radio freqüência (RF). A capacitancia pode ser alterada via: •Alteração da área das placas, ou seja, da superposição delas. •Variação da distancia entre placas. •Inserção/Remoção de um dieletrico. Em geral esta envolvido uma construção mecânica eventualmente complexa. Nas aplicações especiais pode ser controlado por motores (p/ altas potências). Para aplicações de baixa potência este tipo de capacitor vem sendo substituído por dispositivos semicondutores (varicaps). No Mundo Real ....No Mundo Real .... LS Series inductance RS Series resistance (leads and contacts) Rp Parallel resistance (insulation resistance) C Capacitance LS RS C Rp Outros problemas: • As propriedades do dieletrico dependem da temperatura. • A temperatura interna do capacitor dependes das perdas. • Perdas maiores ocorrem para dieletricos polares em regime CA. Não confundir dieletrico polar com a polarização do dieletrico !!!! Existe uma freqüência de ressonância !!!! Indutores Símbolos: etc .... etc .... fixos variáveis etc .... s/ núcleo (ar) c/ núcleo Tipos usualmente encontrados: • Fixos • Variáveis (via inserção de um núcleo) Parâmetros relevantes: • Indutância em Henry [H] • Corrente Máxima [A] • Tolerância [variação %] • Tipo Construtivo • Tensão Máxima p/ Aplic. HV [V] Uma Grande Família .... •momo/multi -camada, •núcleo de ferrite, •núcleo de FeSi, •núcleo toroidal, •transformadores, •auto-transformadores, etc ... L Inductance Cp Parallel capacitance Rs Series Resistance L Cp Rs Existe uma freqüência de ressonância !!!! No Mundo Real ....No Mundo Real ....
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