Eletroeletrônica, Notas de estudo de Eletrônica

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SÉRIE: ELETRO

PARÁ

SÉRIE: ELETROMECÂNICA

FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DO PARÁ

Presidente: José Conrado Azevedo dos Santos

DIRETORIA REGIONAL DO SENAI DR/PA

Diretor: Gerson dos Santos Peres

DIRETORIA DE GESTÃO

Diretor: Dário Antonio Bastos de Lemos

DIRETORIA TÉCNICA

Diretor: Ernesto de Lucena Marçal

DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA

Diretora: Lúcia Maria Peres de Souza

GERÊNCIA EXECUTIVA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA

Gerente Executivo: Arícles Lemos de Freitas

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SÉRIE: ELETRO

PARÁ

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SÉRIE: ELETROMECÂNICA

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SUMÁRIO

EQUIPAMENTOS DE GERAÇÃO E MEDIÇÃO DE SINAIS 11

COMPONENTES PASSIVOS EM ELETRÔNICA 18

TEORIA DOS SEMICONDUTORES E DIODOS

RETIFICADORES

REGULADORES DE TENSÃO 52

TRANSISTORES 57

CIRCUITOS TRANSISTORIZADOS 65

AMPLIFICADORES 70

OUTROS COMPONENTES 77

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 86

ELETROELETRÔNICA

ELETROELETRÔNICA

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UNIDADE 1 - EQUIPAMENTOS DE GERAÇÃO E MEDIÇÃO DE

SINAIS

INTRODUÇÃO

Em qualquer que seja o ramo do conhecimento é necessário primeiramente se familiarizar com definições e nomenclatura inerente a área em questão. Sendo assim vamos abordar alguns conceitos, que inicialmente serão indispensáveis ao nosso estudo.

ELETROELETRÔNICA é o ramo da engenharia que estuda as formas de controlar a energia elétrica por meios elétricos e eletrônicos, através da aplicação de conhecimentos e conceitos de áreas de eletrotécnica, eletrônica e automação.

CIRCUITO ELETRICO – Percurso fechado onde o controle da corrente elétrica acontece por meio de dispositivos elétricos ou eletromecânicos e os materiais usado não essencialmente condutores e isolantes. O circuito eletrônico Faz uso de dispositivos semicondutores, com veremos no decorrer do curso.

CONDUTORES - são materiais nos quais as cargas elétricas se deslocam com facilidade. Possuem muitos elétrons livre e baixa resistência elétrica.

ISOSLANTES (ou dielétricos) são materiais cujas cargas elétricas não conseguem se mover livremente.

TENSÃO ELÉTRICA , também conhecida como diferença de potencial (DDP) ou voltagem (U), é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Sua unidade de medida é o volt (V) ou (J/coulomb).

CORRENTE ELÉTRICA - É o fluxo ordenado de elétrons (cargas elétricas) em um material condutor, quando este é submetido a uma diferença de potencial elétrico (campo elétrico). Nota: É corrente elétrica “circulando” pelos componentes eletroeletrônicos de um circuito, que ocasiona o funcionamento do mesmo (fenômenos físicos desejados).

O SENTIDO REAL E O CONVENCIONAL DA CORRENTE ELETRICA A definição do sentido da corrente elétrica só foi compreendida após o conhecimento mais sólido das estruturas atômicas e magnetismo, até então, o sentido da corrente elétrica era definido como o movimento das cargas positivas do polo positivo para o polo negativo de um gerador. Entretanto o sentido real da corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons livres no sentido oposto ao do campo elétrico, saindo do polo negativo para o polo positivo. O fluxo de cargas do polo positivo para o negativo ainda é usando, é o chamado sentido convencional da corrente elétrica, com a diferença de se adotar o elétron como portadores de carga.

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EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS EM ELETROELETRONICA

Fonte de CC, Fonte CA, Multímetro, Gerador de funções e Osciloscópio. FONTES DE ENERGIA

A fonte é um elemento necessário para alimentação de circuitos elétricos e eletrônicos e podem ser contínua ou alternada. As fontes possuem em seus terminais de saída uma d.d.p. (diferença de potencial) que força o movimento dos elétrons do potencial maior (positivo, +) para o menor (negativo, -), sentido convencional adotado. Essa força é chamada de f.e.m. (força eletromotriz) e ao movimento dos elétrons é dado o nome de Corrente elétrica.

FONTE CC (Corrente contínua) Fonte de corrente contínua é aquela onde o fluxo de corrente elétrica circula pela carga sempre em um único sentido. Exemplos de fonte cc:

• Pilha, Bateria
• Fonte eletrônica retificada e estabilizada.

Tipos e símbolos Fonte fixa simples Fonte fixa simétrica Fonte variável simples

Nota: Podemos também ter fontes simétricas e variáveis, que é muito comum em laboratórios.

FONTE DE TENSÃO IDEAL E REAL Na fonte ideal toda energia gerada e transferida à carga, na fonte é real parte da energia é dissipada na resistência interna.

FONTE CA (Corrente alternada) Fonte de corrente alternada é aquela que alterna o sentido de corrente devido a sua mudança de polaridade. As formas de onda (tipos) de fonte c.a, mais comuns são: Senoidal , Triangular e Quadrada.

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ganharam uma nova dimensão: mostrar os valores lidos diretamente, com grau de precisão superior aos seus irmãos analógicos. Vantagens e desvantagem do multímetro digital: Como possui leitura baseada em componentes digitais, sua leitura é muito precisa. A desvantagem, como todo circuito baseado em leituras digitais, o multímetro precisa de um intervalo de tempo entre uma conversão analógico/digital tornando a exibição lenta.

1 – display de cristal liquido(LCD) 2 – chave seletora de escala de leitura 3 – posição de teste de continuidade sonoro(buzer) 4 – posição de teste de junção semicondutora 5 – “entrada” da ponta de prova vermelha(+) para leitura de correntes na posição 10A 6 – indicador de corrente máxima de leitura na posição 10A 7 – “enrada” da ponta de prova preta(-) 8 – indicador de limites máximos de leitura além da posição 10A 9 – ponto de instalação da ponta de prova vermelha(+ ) para leituras além da posição 10A.

EX.: leitura Vcc (pilha, bateria 12v) e Vca.

ALICATE AMPERÍMETRO:

Além das características convencionais dos multímetros, este equipamento de testes permite a leitura de corrente alternada sem ser necessário abrir o circuito.

Vantagens e desvantagens do alicate amperímetro: Por possuir versões analógicas e digitais assimilará as vantagens e desvantagens de suas respectivas versões. No entanto a principal desvantagem a medição somente de corrente alternada, devido ao seu principio de funcionamento, indução eletromagnética.

1 – área de leitura de corrente 2 – alavanca de abertura do alicate 3 – botão de retenção de leitura (hold) 4 - chave seletora de escala de leitura 5 - display de cristal liquido(LCD) 6 - ponto de instalação da ponta de prova vermelha (+ ) 7 - indicador de limites máximos de leitura 8 - ponto de instalação da ponta de prova preta (-)

EX.: leitura Vcc (pilha, bateria 12v) e Vca.

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Equipamentos com “True RMS”

Multímetro e amperímetros apresentam características próprias de fabricação dependendo da marca e modelo. A principal são equipamentos que apresentam o “True RMS”, que é a capacidade de medir correntes e tensões com uma precisão aceitável, mesmo de sinal que apresentam distorções. GERADOR DE FUNÇÕES Através do gerador de funções é possível obter formas de onda

periódicas (senoidal, triangular, quadrada) com amplitude e freqüência

determinadas. Estes sinais são úteis para aplicações em eletrônica como: clock

de circuitos digitais, sinais de entrada de circuitos, teste de equipamentos, etc.

É um equipamento que fornece tensões elétricas com diversas formas

de onda. Estas tensões elétricas com diversas formas de onda são

denominadas de “sinais elétricos”.

O gerador de funções é utilizado para calibração e reparo de circuitos

eletrônicos e instrumentos de medição.

Características dos geradores de funções Tipos de sinal fornecidos - senoidal, quadrada, triangular Faixa de frequência – podem variar de 1Hz até alguns Megahertz,

dependendo da marca e do modelo.

Tensão máxima de pico a pico na saída - É o valor máximo do sinal

(crista-vale) que o gerador pode fornecer.

Impedância de saída – Alta impedância (alguns kHΩ), media impedância

(600Ω) e baixa impedância (50Ω).

Dispositivos de controle e ajustes: Os controle e ajustes mais comuns entre os diversos modelos são:

chave liga-desliga, chave seletora de sinal, chave seletora de faixa de

frequência, ajuste da frequência fornecida, ajuste do nível de saída.

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Conhecendo-se o tempo de cada divisão horizontal e o número de divisões horizontais ocupados por um ciclo da onda alternada, pode-se então determinar o seu período. Percebemos que o procedimento adotado é semelhante ao do eixo vertical para determinar a amplitude.

Osciloscópios analógicos e digitais

Exemplo de procedimento de uso: Preparar o osciloscópio Analise de um sinal de tensão DC. Analise de um sinal AC Analise de um sinal AC com nível DC. Procedimento para desligar o osciloscópio.

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UNIDADE 2 - COMPONENTES PASSIVOS EM ELETRÔNICA

1 – RESISTORES FIXOS:

Muitos componentes não podem receber a corrente máxima gerada pela

fonte de alimentação, por possuírem características internas que os levariam a

danos irreversíveis. Devido a isso, necessitamos limitar o fluxo de corrente

elétrica nesses componentes.

O dispositivo responsável por limitar a corrente em um circuito é o

resistor , que se impõe uma resistência passagem da corrente, diminuindo a

sua intensidade.

Ele é utilizado de diversas maneiras, podendo operar como limitador de

corrente, associado para gerar um divisor de tensão, etc.

O resistor é um componente linear, ou seja, quando submetido a uma

diferença de potencial, sua "resposta" é uma corrente que varia linearmente

com a tensão aplicada.

Todos os conceitos vistos para tensão, corrente, potência, lei de Ohm e

leis de Kirchoff são aplicáveis a esse componente, bem como a associação

série e paralelo.

SIMBOLOGIA: Os símbolos mais usuais do resistor são os mostrados abaixo:

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS:

Os resistores devem ser especificados pelos seguintes itens:

• Valor em ohms
• Potência de dissipação em watts
• Tipo de material empregado na construção. Valores: Os valores dos resistores obedecem a uma gama de números que são

os valores comerciais dos tipos comuns. De um modo geral os resistores

podem apresentar os seguintes valores de década: 10 – 11 - 12 - 13 - 15 - 16 -

18 - 20 - 22 - 24 - 27 - 30 - 33 - 36 - 39 - 43 - 47 - 51 - 56 - 62 - 68 - 75 - 82 -