tecnologias dos materiais eletronicos

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Tecnologia dos
Componentes Eletrónicos
Objetivos do Módulo
 Conhecer e identificar as características gerais dos componentes eletrónicos.
 Determinar os valores de R e C pelo código de cores
 Identificar componentes electronicos através dos símbolos
 Consultar livros e Datasheets de componentes
 Identificar componentes electronicos atraves do seu código
 Verificar o estado de funcionamento de um componente electronico com
	multímetro
Componentes utilizados em
Circuitos eletrónicos
Os circuitos eletrónicos, em circuito impresso (PCI) ou não, podem ser mais ou menos
complexos e com mais ou menos componentes, consoante a funcão que vão
desempenhar. Os principais componentes eletrónicos são:
Resistências (R)
Condensadores (C)
Bobinas (L)
Díodos rectificadores (D)
Díodos Zener
Transístores (T)
FET
Tiristores
Triacs
Diacs
Circuitos integrados (CI)
Componentes utilizados em
Circuitos eletrónicos
 O processador de um computador (PC) e um circuito integrado de resistencias,
	diodos e transistores interligados que controla o funcionamento do PC, tendo
	variadas funcoes.
 A placa-mãe (MB) de um PC e uma placa de circuito impresso multicamada
	consttuida por diferentes componentes electronicos e outros dispositivos, entre os
	quais esta o processador (μP).
 Os componentes electronicos sao agrupados em 2 grupos:
Componentes passivos: nao provocam a transformacao do sinal que recebem,
limitando-se apenas a receber energia e a transforma-la ou guarda-la. Ex: R, L, C.
Componentes ativos: provocam transformacao do sinal (em amplitude, forma,
frequencia, sentido, tipo, ...). Ex: diodos, transistores, Triacs, FET, CI,...
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
Resistências Elétricas
(Componente Passivo)
Resistências Elétricas
• Simbologia e Exemplos:
Resistências Elétricas
• Sistema de identificação por cores:
Resistências Elétricas
 Quando a resistência é identificada pelo código de cores e tem:
 3 riscas: não está definida a 4ª cor (tolerância), o que significa que as resistências
	deste tipo têm tolerância 20%.
 4 riscas: são resistências de baixa precisão (de 5% a 20% de tolerância)
 5 riscas: são resistências de precisão (2% de tolerância ou inferior)
 6 riscas: a 6ª cor indica o coeficiente de temperatura
 Letra de identificação em fórmulas: R
 Unidade de medida: Ω (ohm)
 Função: Limitar a corrente (I) ou provocar queda de tensão (q.d.t.)
Resistências Elétricas
 Caraterísticas:
 Valor nominal, em Ω (sempre indicado)
 Potência de dissipação: P = R x I2 (sempre indicado ou reconhecido)
 Tolerância, em % (indica a diferença máxima de variação do valor de resistência)
	(sempre indicado)
 Sistema de identificação por cores, código numérico ou alfanumérico
 Coeficiente de temperatura
 Coeficiente de tensão
 Tensão máxima nominal (V)
 Tensão de ruído
 Diagrama de potência - Temperatura
 Caraterísticas resistência - Frequência
 Tipo de ligação (axial ou radial)
 Dimensões físicas
Resistências Elétricas
 TIPOS DE RESISTÊNCIAS:
 DE CARVÃO: (AGLOMERADO ou PELÍCULA)
 METÁLICAS
 ÓXIDOS METÁLICOS
 LDR (resistências variáveis com a luz)
 VDR (resistências variáveis com a tensão aplicada)
 PTC	(resistências que aumentam de valor com o aumento da
temperatura)
 NTC	(resistências que diminuem de valor com o aumento da
temperatura)
Resistências Elétricas
 CLASSIFICAÇÃO:
 QUANTO AO MODO DE FUNCIONAMENTO:
 LINEAR (EX: Carvão, bobinadas, metálicas)
 NÃO LINEAR (EX: PTC, NTC, LDR, VDR)
 QUANTO AO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO:
 BOBINADAS: de potência, de precisão
 NÃO BOBINADAS: Carvão, bobinadas, metálicas
 QUANTO AO VALOR:
 FIXAS
 VARIÁVEIS: potenciómetros, trimmers,...
Resistências Elétricas
 As resistencias de CARVÃO sao as mais utilizadas por serem mais baratas e
	serem fabricadas desde 0,1Ω ate dezenas de MΩ. Por outro lado, tem valores
	maximos de potencia baixos (1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W), sao instaveis,
	tem tolerancia alta e coeficiente de temperatura negativo.
 As resistencias de PELICULA metalica sao mais caras pois tem uma pelicula
	muito fina de ouro. Tem melhor tolerancia, sao mais estaveis e tem
	coeficiente de temperatura positivo.
Resistências Elétricas
 As resistencias BOBINADAS sao consttuidas por fios (de cobre - niquel, ...)
	enrolados num suporte. O valor depende do diametro do fio utilizado, do
	comprimento e da resistividade electrica do material. Tem baixa tolerancia,
	motivo pelas quais sao utilizadas em aparelhos de precisao. Sao fabricadas
	para potencias mais elevadas (desde W a milhares de W).
Resistências Elétricas
 Valores nominais de resistência:
 A sucessão de valores nominais de resistência ajusta-se a uma
	progressão geométrica:
onde N é o valor nom
na posição n e k é um coeficiente
relacionado com a tolerância (Tabela I)
Nas Tabelas II e III são mostrados os valores normalizados entre 1 e 10. Os
outros valores padonizados podem ser obtidos multiplicando esses valores
por potências de 10.
Resistências Elétricas
Resistências Elétricas
Resistências Elétricas
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
Condensadores
(Componente Passivo)
Condensadores
• Simbologia e Exemplos:
Condensadores
• Simbologia e Exemplos:
Condensadores
• Sistema de identificação por cores: Semelhante ao sistema utilizado nas
	resistências. No entanto, é utilizada outra cor para definir a tensão máxima de
	trabalho.
Condensadores
• Para os condensadores cerãmicos e de poliester, são utilizadas as seguintes
	tabelas de cores:
Condensadores
 CONSTITUÍÇÃO: o condensador tpico e consttuido por dois eletrodos ou placas que
	armazenam cargas opostas. Estas duas placas sao condutoras e sao separadas por um
	isolante ou por um dielectrico.
 LETRA de identificação: F (Farad)
 FUNÇÃO: Armazenar energia elétrica
 APLICAÇÕES: fonte auxiliar de energia, Acoplamento AC, correção do fator de
	potência.
Condensadores
 CARACTERÍSTICAS:
 Capacidade nominal, em Farad (F). Na prática, encontram-se condensadores com
	capacidades na ordem dos mF, uF, nF e pF.
 Tensão nominal Un, em Volt (V)
 Tolerância em %
 Temperatura de funcionamento T, em oC
 Sistema de identificação por cores, código numérico ou alfanumérico
 Tipo de ligação (Axial ou Radial)
 Dimensões físicas
Condensadores
 TIPOS DE CONDENSADORES:
	 CERÂMICOS
 MICA
 PELÍCULA OU FOLHA
 ELECTROLÍTICOS
 HÍBRIDOS
 POLIESTIRENO
 POLIPROPILENO
 POLIÉSTER
 TÂNTALO
 DE DUPLA CAMADA (EDLC)
Condensadores
 CLASSIFICAÇÃO:
 QUANTO AO VALOR:
	 Fixas ou variáveis
 QUANTO AO FUNCIONAMENTO:
	 Electrostáticos
 Eletrolíticos: Polarizados / não polarizados
 TIPO DE DIELÉTRICO:
 Gasoso (ar, vácuo,...)
 Sólido (cerâmico, papel, ...)
 Líquido (eletrólito, óleo,...)
Caraterísticas dos
Componentes Eletrónicos
SuperCondensadores
(Componente Passivo)
SuperCondensadores
 Para além dos condensadores convencionais, apareceram no mercado novos tipos de
	condensadores, os SuperCondensadores, os quais permitem armazenar quantidades
	de energia muito elevadas, podendo ser comparadas ou mesmo melhores do que
	algumas baterias.
 Os supercondensadores contem celulas de 25, 50 e 150 farads de capacidade, todas
	com uma diferenca de potencial de 2,7 volts.
SuperCondensadores
 VANTAGENS:
 Desempenho fiável de mais de 500 mil ciclos de carregamento:
 Capacidade de operacao em temperaturas que vao dos -40oC aos +65oC;
 Elevada potencia e densidade energetica
 Involucro leve e com pouco volume;
 Resistencia a polaridade invertida,
 Podem ter um desenho radial
de dois pinos para uma instalacao mais facil;
 Nao requerem qualquer manutencao durante 10 anos.
SuperCondensadores
 DESVANTAGENS:
 Trabalham geralmente com voltagens baixas, na ordem dos 2 a 3 volts.
SuperCondensadores
 Este tipo de dispositivos e habitualmente usado no campo da robotica e dos sistemas
	de automacao industrial, mas tambem em sistemas de armazenamento UPS para a
	area das telecomunicacoes e em aparelhos electronicos sem fios.
 Os supercondensadores possuem uma densidade energetica elevada em comparacao
	com os condensadores convencionais. Conseguem melhorar a sua capacidade para
	armazenar energia atraves de um material microscopicamente poroso (como o carvao
	activado), que aumenta a area total da superfcie que consegue reter os electroes.
 Embora tenham uma densidade de energia geralmente inferior a das baterias ou das
	celulas de combustvel, conseguem uma potencia e uma longevidade cerca de 10
	vezes superiores àquelas, para alem de carregarem muito mais rapidamente.
Diodos
•Componente activo
•Simbologia e exemplos:
Diodos
Diodos Zener
Diodos Zener
Diodos LED
Transistores
Transistores
· Características:
o Factor de multiplicação ß ou hfe, dado pela expressão iC = iB x ß
o iC: corrente máxima de colector, em A
o iB: corrente de base, em mA
o ß: beta (ganho de corrente de emissor, sem unidade)
o Hfe: ganho (beta, sem unidade)
o Tipo: NPN ou PNP, Silício ou Germânio
o UCE: tensão entre colector e emissor, em V
o UBE: tensão entre base e emissor, em V
o UCEO: tensão entre colector e emissor com a base aberta, em V
o PTOT: máxima potência que o transístor pode dissipar, em Watt (W)
o Ft: frequência máxima de trabalho, em Hz
o Temperatura de funcionamento T, em ºC
o Encapsulamento: o modo como o fabricante encapsulou o transístor,
define a identificação dos terminais (ver imagem da página anterior).
Transistores
· Configurações básicas de um transístor:
o Base comum (BC):
Baixa impedância (Z) de entrada,
Alta impedância (Z) de saída,
Não há desfasamento entre o sinal de saída e o sinal de entrada,
Amplificação de corrente igual a um
o Colector comum (CC):
Alta impedância (Z) de entrada.
Baixa impedância (Z) de saída.
Não há desfasamento entre o sinal de saída e o de entrada.
Amplificação de tensão igual a um.
o Emissor comum (EC):
Média impedância (Z) de entrada.
Alta impedância (Z) de saída.
Desfasamento entre o sinal de saída e o de entrada de 180°.
Pode amplificar tensão e corrente, até centenas de vezes
Transistores