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Por Luis Carlos Burgos [email protected]
Aula 1 – Noções de eletricidade, símbolos e resistores
1 - Características de um bom multímetro para eletrônica
O multímetro (também chamado de multiteste ou mitter) é o aparelho mais usado na bancada de eletrônica tanto para quem realiza consertos, quanto para quem faz experiências com circuitos e componentes eletrônicos. Tal aparelho é usado para medir tensão, corrente e resistência elétrica, além de outras medidas menos importantes. Existem dois tipos: analógicos com ponteiro e digitais com visor de cristal líquido. Para os modelos analógicos, os recomendados são os que têm as escalas de X1 e X10K e sensibilidade (precisão) de pelo menos 20 KΩ/V em DCV. Este número vem no canto inferior esquerdo do painel. No caso dos digitais, as escalas dependem da necessidade, porém seria interessante se ele puder ter um freqüencímetro (MHz) ou um capacímetro (nF ou μF).
2 – Símbolos dos principais componentes eletrônicos
Veja abaixo os símbolos de outros componentes que não estão na tabela:
TERRA OU MASSA
CIRCUITO INTEGRADO (CI ou IC)
ALTO FALANTE
CHAVE PILHA BATERIA FUSÍVEL
Exercício 01
Abaixo vemos o circuito vertical de um televisor. Cada componente tem uma letra. Coloque o nome para cada componente ao lado do circuito:
A - ______________________________ B - ______________________________ C - ______________________________ D - ______________________________ E - ______________________________ F - ______________________________ G - ______________________________ H - ______________________________
3 – Corrente – Tensão – Resistência elétrica a – Corrente elétrica ( I ) – É o movimento ordenado de cargas elétricas. A unidade de medida da corrente elétrica é o AMPÈRE (A). Porém muitos circuitos eletrônicos funcionam com correntes menores que 1 A. Neste caso usamos o MILIAMPÈRE (mA) e o MICROAMPÈRE (μA). 1 mA = 0,001 A e 1 μA = 0,000.001 A. b – Tensão elétrica ( V ) – É a diferença de cargas entre os pólos da pilha ao lado. A tensão elétrica é medida em VOLT (V). A tensão age como uma força que faz a corrente elétrica passar pelo circuito. A tensão da pilha é de 1,5 V, a da bateria de carro é 12 V e a da rede elétrica é 110 ou 220 V. c – Resistência elétrica ( R ) - É a dificuldade oferecida pelos materiais à passagem da corrente elétrica. A resistência é medida em OHM (Ω). No desenho acima a resistência é oferecida pelos átomos do cobre, porém este material, devido à sua baixa resistência, é chamado de condutor. Os de resistência média são semicondutores e os de alta resistência são isolantes. d – Resistor – É o componente formado por um material mau condutor (grafite, níquel-cromo ou filme metálico) usado para diminuir a corrente e a tensão em determinados pontos do circuito. O resistor também é medido em OHM (Ω).
d - Freqüência – É a quantidade de vezes que a C.A. muda de valor e de sentido por segundo. É medida em HERTZ (Hz). A freqüência da rede elétrica é 60 Hz.
Exercício 04
Indique a freqüência das corrent es abaixo:
7 – Potência elétrica
É a quantidade de energia elétrica consumida por um aparelho ou circuito por segundo. A potência é medida em WATT (W). Ela nos dá idéia do gasto de energia de um aparelho. Por exemplo: um ferro de solda de 60 W gasta mais energia elétrica que um de 30 W. Logo o ferro de 60 W aquece bem mais que o de 30 W. Para saber a potência elétrica de um aparelho eletrônico basta multiplicar a tensão que ele funciona pela corrente elétrica que passa pelo mesmo. P = V x I
Exercício 05
_Um rádio do Paraguai veio com a seguinte indicação: 15 W PMPO. Ele funciona com 4 pilhas (6 V) e com o volume no máximo a corrente chega a 0,5 A. Qual a verdadeira potência consumida por ele?________________
8 – Estudo dos resistores Como já vimos os resistores têm como função reduzir a corrente elétrica e a tensão
sistor, menor a corrente
Características dos resistores
inal - Máximo de calor suportado pela peça. A potência nominal
reinamento de eletrônica básica 4
em vários pontos do circuito, como vemos abaixo. São feitos de materiais maus condutores tais como grafite, níquel-cromo e filme metálico. Quanto maior o valor do re no circuito e maior a queda de tensão proporcionada por ele.
a – Resistência elétrica - Valor em ohms indicado no corpo através de anéis coloridos ou números. b – Tolerância - Indicada em % é a maior diferença entre o valor indicado e o valor real da peça. Exemplo: um resistor de 100 Ω e 5% pode ter seu valor entre 95 e 105 Ω; c – Potência nom depende do tamanho da peça. Para os resistores de grafite temos as potências de 1/16, 1/8, ¼, ½, 1 e 3 W. Os de metalfilme são de 1/3, ½, 1, 1.6, 2 e 3W. Os de fio vão de 2 a 200 W.
T
9 - Código de cores e leitura de resistores
Os resistores de grafite e metalfilme possuem anéis coloridos no corpo para indicar
Exercício 06
seu valor em Ohms (Ω). Veja abaixo a tabela do código de cores usada para a leitura destes resistores:
Conversão de unidade: Quando o valor de um resistor é maior que 1000 usamos os múltiplos KILO (K) e MEGA (M). Veja os exemplos abaixo:
2.000Ω = 2K ; 10.000.000 Ω = 10M ; 6.800Ω = 6K
Indique o valor dos resistores abaixo:
2 – Técnicas de soldagem
a – Adquirindo boas ferramentas – Quanto ao ferro de solda, deve ser de 30 ou 40 W ponta fina. Os melhores são: Hikary, Weller, etc. A solda deve ser de boa qualidade. As melhores são: Best, Cobix, Cast, etc. O sugador deve ter boa pressão. Os melhores são: AFR, Ceteisa, etc.
b - Ferro de solda – É uma ferramenta contendo um fio de níquel-cromo dentro de um tubo de ferro galvanizado ou latão. Esta parte é a resistência do ferro. Dentro da resistência vai encaixada uma ponta de cobre recoberta com uma proteção metálica. Ao ligar o ferro na rede, passa corrente pela resistência e esta aquece a ponta até a temperatura adequada para derreter a solda. Abaixo vemos esta ferramenta:
c - Limpeza da ponta do ferro – Quando ligamos o ferro pela primeira vez sai uma fumaça. Esta é a resina que recobre a resistência. Isto é normal. À medida que ele esquenta devemos derreter solda na sua ponta. Esta operação chama-se estanhagem da ponta. Abaixo vemos como deve ficar a ponta do ferro:
Com o ferro quente, após algum tempo de uso, sua ponta começa a ficar suja. Para limpá-la usamos uma esponja de aço tipo “Bom-bril” ou uma esponja vegetal daquelas que vem no suporte do ferro, conforme observamos ao lado: É só passar a ponta do ferro sobre a esponja úmida e após isto colocar um pouco de solda na ponta. NÃO SE DEVE NUNCA LIMAR OU LIXAR A PONTA, POIS ISTO ACABA COM ELA.
d - Operação correta de soldagem – Abaixo vemos a forma correta de se aplicar solda numa trilha da placa de circuito impresso e descrevemos o procedimento: d.1 – Segure o ferro pelo cabo de madeira ou plástico da mesma forma que seguramos o lápis ou caneta para escrever; d.2 – Limpe e estanhe a ponta do ferro; d.3 – Espere até o ferro estar na temperatura de derreter a solda; d.4 – Encoste a ponta ao mesmo tempo na trilha e no terminal da peça. Faça uma ligeira pressão e não mova a ponta do lugar; d.5 – Aplique solda apenas na trilha na região do terminal do componente; d.6 – Retire rapidamente a ponta e a solda deverá ficar brilhante. É claro que isto também dependerá da qualidade da solda usada.
3 – Sugador de solda
É a ferramenta usada para retirar a solda dos componentes nos circuitos. É formada por um pistão impulsionado por uma mola dentro de um tudo de plástico ou metal. Quando o pistão volta a sua posição, a solda é aspirada para dentro de um tudo. Veja abaixo um excelente sugador da AFR com uma camisinha de borracha no bico:
omo usar corretamente um sugador de solda - Abaixo vemos a seqüência para
-o bem em cima da solda na
multiteste
C
aplicar o sugador de solda e retirar um componente da placa:
1 Encoste a ponta do ferro na solda que vai ser retirada. O recomendável aqui é colocar um pouco mais de solda no terminal do componente. Isto facilita a dessoldagem; 2 - Derreta bem a solda no terminal do componente; 3 - Empurre o embolo (pistão) do sugador e coloque posição vertical, sem retirar o ferro; 4 - Aperte o botão, o pistão volta para a posição inicial e o bico aspira a solda para dentro do sugador; 5 - Retire o ferro e sugador ao mesmo tempo. Agora o componente está com o terminal solto. Se ficar ainda um pouco de solda segurando o terminal, coloque mais e repita a operação.
4 – O multímetro ou
medir resistência e testar componentes.
É o aparelho usado basicamente para medir corrente, tensão e resistência elétrica. A função do multiteste é escolhida pela chave AMPERÍMETRO (DCmA) ou (DCA) – Para medir corrente contínua, VOLTÍMETRO (DCV) – Para medir tensão contínua, ACV – Para medir tensão alternada e OHMÍMETRO (Ω) – Para
b – Como medir tensão alternada – Coloque na função de ACV, escala mais róxima acima da tensão, porém não há polaridade para colocar as pontas. A leitura da mesma forma que a função DCV. Veja como medir a tensão AC num trafo:
c – Como medir corrente elétrica
p é
Aqui é um pouco mais difícil. Coloque na função DCmA ou DCA. Corte uma parte do circuito. Coloque o ultímetro em série, com a ponta vermelha mais próxima do +B. a medida de corrente não é usada nos consertos, devido ao trabalho de interromper o circuito e aplicar as pontas. Veja ao lado o procedimento:
5 – Associações de resistores
m
A associação é a ligação feita entre vários resistores para se obter um determinado valor de resistência para o circuito. Podem ser ligados em série, paralelo ou misto.
a – Associação em série – É aquela na qual todos estão no mesmo fio, um após o outro, como vemos ao lado. Neste circuito a corrente é a mesma em todos e a tensão se divide entre eles. A resistência equivalente é a soma dos valores: Rt = R1 + R
b – Associação em paralelo – É aquela na qual os resistores são ligados um ao lado do outro, aos mesmos pontos. A corrente se divide entre eles e a tensão é a mesma em todos. Se os dois resistores tiverem o mesmo valor, a resistência equivalente é a divisão de um deles pela quantidade de peças : Rt = R/n , onde n é a quantidade de resistores em paralelo. Se forem diferentes, divida o produto pela soma dos valores: Rt = R1 x R2/ R1 + R2.
Exercício 09
Indique o valor das seguintes associações:
6 – Outros tipos de resistores
a – Potenciômetros multivoltas - pridinho e um eixo tipo sem-fim. evagar. É usado em circuitos onde o abaixo:
Tem o corpo com Girando este eixo, ele varia a resistência bem d ajuste da resistência deve ser bem preciso. Veja
b - Varistor – É um resistor especial que diminui a sua resistência quando a tensão nos seus terminais aumenta. É usado na entrada de força de alguns aparelhos, protegendo-os de um aumento de tensão da rede elétrica. Quando a tensão nos terminais ultrapassa o limite do componente, ele entra em curto, queima o fusível e
c -
desliga o aparelho.
Termistor – Este tipo de resistor varia a resistência com a temperatura. Existem os termistores positivos (PTC) que aumentam a resistência quando esquentam e os negativos (NTC) que diminuem a resistência quando esquentam. É usado em circuitos que requerem estabilidade mesmo quando a temperatura de operação aumente.
d - Barra de resistores - São vários resistores interligados dentro de uma única peça, tendo um terminal comum para todos. É usado em circuitos que requerem economia de espaço. Também pode ser chamado de resistor package (pacote de resistores).
e - Fotorresistores - Também chamados de LDR , variam a resistência de acordo com a luz incidente sobre ele. Quanto mais claro, menor é a sua resistência. São usados em circuitos sensíveis a iluminação ambiente.
2 – Teste de resistores
a – Fora do circuito - Usar uma escala adequada ao valor da peça, zerar o multímetro e medir. A leitura deve estar próxima ao valor indicado no corpo dele. Abaixo temos duas regras para escolher a escala:
Veja um exemplo do teste dos resistores abaixo:
Exercício 11
Indique abaixo o estado dos seguintes resistores:
No multímetro digital a escala deve ser a mais próxima acima do valor do resistor.
b – No circuito – Escolha uma escala apropriada a ele como se estivesse fora do circuito e meça nos dois sentidos. Se em pelo menos um sentido a leitura for maior que o valor indicado no corpo, o resistor está com defeito (aberto ou alterado). Veja:
Valor do resistor 3ª Listra do corpo PRETA – X Abaixo de 1K – X1 ou X10 MARROM – X Entre 1K e 100K – X100 ou X1K VERMELHA – X Acima de 100K – X10K LARANJA - X1K AMARELO – X10K
3 – Estudo dos capacitores
ento do capacitor
O capacitor é formado por duas placas condutoras separadas por um isolante chamado dielétrico. As placas servem para armazenar cargas elétricas e o dielétrico dá o nome ao capacitor (cerâmica, poliéster, etc.). Em eletrônica há dois tipos de capacitores fixos: polarizados (eletrolíticos) e não polarizados. Veja ao lado:
a – Funcionam - Aplicando tensão nos terminais do capacitor, ele armazena cargas elétricas (negativas numa placa e positivas na outra). Enquanto o capacitor está carregando, passa uma corrente no circuito chamada corrente de carga. Quando o capacitor já está carregado não circula mais corrente. Para descarregar o capacitor, basta ligar um terminal no outro e a corrente que passa chama-se corrente de descarga. Abaixo vemos o princípio de funcionamento:
b – Capacitores mais usados atualmente nos equipamentos – São os eletrolíticos (polarizados), os de cerâmica e os de poliéster (não polarizados):
c – Funções dos capacitores nos circuitos - Os capacitores podem ser usados como filtro de fonte de alimentação, transformando corrente pulsante em contínua e também servem como acoplamento ou desacoplamento, bloqueando a C.C. e deixar passar apenas C.A. Quanto maior o valor do capacitor ou a freqüência da C.A., mais fácil para passar pelo capacitor. Veja alguns exemplos abaixo:
Exercício 13
Vamos ler os capacitores abaixo e passar para a unidade mais conveniente:
d - Leitura de capacitores de cerâmica – Alguns têm três números no corpo, sendo que o último é a quantidade de zeros a se juntar aos dois primeiros. Quando o 3º número for o “9”, ele significa vírgula:
Exercício 14
Vamos ler os capacitores indica dos abaixo:
e - Leitura dos capacitores “zebrinha” (antigos) – Usa o código de cores. Veja:
5 – Como testar os capacitores com o multímetro
a - Capacitor eletrolítico – Começar com a menor escala (X1) e medir nos dois sentidos. Aumente a escala até achar uma que o ponteiro deflexiona e volta. Quanto maior o capacitor, menor é a escala necessária. Este teste é apenas da carga e descarga do capacitor. Veja abaixo:
b - Capacitor comum – Em X10K, medir nos dois sentidos. No máximo o ponteiro dará um pequeno pulso se o c p
apacitor tiver valor médio. Se tiver valor baixo o onteiro não moverá. O melhor método de testar capacitor é medi-lo com o capacímetro ou trocá-lo.
6 – Como testar capacitores com o capacímetro
Descarregue o capacitor, tocando um terminal no outro, escolha uma escala mais comum ou eletrolítico) e coloque er). A leitura
próxima acima do seu valor (independente dele ser nos terminais do capacímetro (ou nas ponteiras do mesmo se ele tiv deverá ser próxima do valor indicado no corpo. Se a leitura for menor, o capacitor deve ser trocado. Veja este teste abaixo:
No caso dos capacitores eletrolíticos, podemos colocá-los no capacímetro em qualquer posição, conforme pode ser visto na figura acima.
Aula 4 – Diodos e transistores
1 – Estudo dos diodos
a - Diodo comum – O diodo é um componente formado por dois cristais semicondutores de germânio ou silício. Porém na fabricação, o semicondutor é misturado a outras substâncias formando assim um cristal do tipo P ( anodo) e outro do tipo N (catodo). Abaixo vemos os aspectos e o símbolo do diodo:
O diodo só conduz corrente elétrica quando a tensão do anodo é maior que a do catodo. Observe abaixo:
Exercício 16
Indique em quais dos circuitos abaixo circula corrente elétrica:
Observação: Um diodo conduzindo dá uma queda de tensão de 0,6 V.
b - LED (diodo emissor de luz) – É um diodo especial feito de “arseneto de gálio”. Funciona da mesma forma que o diodo comum e acende quando diretamente polarizado. Porém para acender necessitam ao menos de 1,6 V. Veja abaixo:
Como o LED não suporta altas correntes, sempre há um resistor em série com ele.
c - Diodo Zener – É o único que pode conduzir corrente no sentido inverso, ou seja, com a tensão do catodo maior que a do anodo. Para ele conduzir nesta condição, a tensão aplicada nele deve ser igual ou maior que a indicada no seu corpo. Observe abaixo como ele estabiliza a tensão indicada no seu corpo dentro de certos limites:
O diodo Zener pode ser usado nos circuitos como estabilizador de tensão e em alguns casos como circuito de proteção. Conforme observado há um resistor ligado em série com ele para limitar a corrente a um valor adequado ao funcionamento.
d – Diodo rápido – Tem a capacidade de trabalhar comutando altas freqüências. São usados em fontes de alimentação chaveadas. Fisicamente são parecidos com diodos comuns, mas costumam ter RU, 4F, BY em seus códigos.
e – Diodos de uso geral – São aqueles que podem ser usados no lugar de muitos
- 1N4148, 1N4151, BAW62, etc. (1 A/
56, RU4Y, UF5404, SKE4F1/12, etc.
outros como os citados abaixo:
Germânio – 1N60, OA95, etc. Silício de baixa corrente (diodos de sinal) Silício de alta corrente (diodos retificadores) – 1N4007, 1N5408, SKE 1/ 800 V), SKE 1/12, etc. Diodos rápidos – BYV
c – Teste de diodos
Usar a maior escala (X10K ou X1K) e medir o diodo nos dois sentidos. O ponteiro só
teste visto acima é feito com o diodo fora do circuito. No circuito usamos a escala
escala e medimos nos dois sentidos.
deve deflexionar num sentido. Como a ponta preta está ligada no positivo das pilhas, o ponteiro irá mexer com a preta no anodo. Observe abaixo:
O
de X1 e medimos nos dois sentidos. O ponteiro deve mexer mais num sentido e menos no outro. Se o ponteiro mexer igual nos dois sentidos, devemos tirar o diodo e medi-lo fora do circuito em X10K.
Com multímetro digital – Usamos a Num sentido ele indica alguma resistência e no outro nada (aparece apenas o número “1” no visor).
