Resistores

Este artigo é uma pequena introdução sobre este tipo de componente. Não será abordado nenhum aspecto teórico mais complexo nem serão mostrados todos os tipos de resistores, pois uma avalanche de informações sobre um determinado assunto geralmente é mais prejudicial do que benéfica. Ao contrário disto, serão abordados somente os tipos de resistores que são utilizados nas montagens de pedais de efeito do site. Para o construtor de pedais que desejar aprofundar as informações teóricas contidas neste artigo, é aconselhável começar pela Wikipédia. Existe um artigo muito bom em português sobre resistores em http://pt.wikipedia.org/wiki/Resistor . Também foi incluído uma aplicação prática que demonstra como é feito o cálculo de um resistor em série com um LED, a fim de esclarecer dúvidas de iniciantes sobre qual a função básica deste componente.

O que é um resistor?

O resistor é um componente eletrônico, que apresenta como parâmetro básico o valor da resistência elétrica constante. A resistência elétrica é uma medida de quanto um determinado material se opõe à passagem da corrente elétrica. Quanto maior o valor da resistência elétrica, maior é a oposição da passagem de corrente elétrica. A unidade de medida de resistência elétrica é o Ohm, e o símbolo é a letra grega Ω. O segundo parâmetro necessário para comprar um resistor é sabermos sua potência máxima. Com isso saberemos o valor máximo de potência dissipada em calor permitida no resistor. Existem outros parâmetros, menos importantes para os nossos projetos, como por exemplo, a faixa de tensão máxima de operação de um resistor. Uma faixa de operação comum é de 100 V, mais do que o suficiente para projetos de pedais, cuja alimentação é de somente 9 V.

Por definição, 1 Ω corresponde a resistência de um resistor submetido a 1 V(Volt) de tensão e percorrido por 1 A (Ampére) de corrente, conforme a figura abaixo:

Ou, em termos matemáticos, temos a Lei de Ohm:

R = V / I

Onde:

R = resistência, em ohms(Ω)

V = tensão, em volts (V)

I = corrente, em amperes(A)

Com esta fórmula, calculamos o valor de qualquer um dos parâmetros:

Por exemplo, no circuito abaixo, podemos determinar o valor do resistor:

R = 10 V / 2 A

R = 5 Ω

Outro exemplo. Agora queremos saber qual é a corrente que circula no circuito:

R = V / I, portanto I = V/R

I = 10 V / 100Ω

I = 0,1 A, ou 100mA

Basicamente o que um resistor faz é transformar a potência elétrica sobre ele em calor, seguindo a fórmula P= V x I

Onde:

P = potência, em Watts (W)

Por exemplo, a potência dissipada no resistor do primeiro exemplo é:

P = V x I

P = 10 V x 2 A

P = 20 W

Somente para se ter ideia, 20 W dissipados em um resistor comercial à temperatura ambiente, é suficiente para queimar o dedo.

A potência dissipada pelo resistor do segundo exemplo é:

P = 10 V x 0,1 A

P = 1 W

1 W já é um valor comercial de resistor, porém a maioria dos resistores nos circuitos de efeitos do site possuem valor de 1/4 W de potência máxima.

O valor da potência máxima dissipada em um resistor é um parâmetro muito importante. Se o resistor não suportar dissipar toda a potência que é gerada sobre ele, ele simplesmente queima. Então, por que não utilizar logo um resistor de 1 ou 2 W no lugar de um resistor de 1/4 W? Um dos motivos é que estes resistores são muito maiores e mais caros que os resistores de 1/4 W. Outro motivo é que isto é desnecessário. Se calculamos o valor correto da resistência de um resistor e sabemos quanta potência será dissipada sobre ele, não há nenhum risco deste resistor se queimar.

Tolerância dos valores

Outro parâmetro associado ao valor de um resistor é a tolerância. A tolerância mostra qual é a faixa possível de valor que um determinado resistor. Por exemplo, quando compramos um resistor de 1K Ω de resistência e 10% de tolerância, significa que o valor real do resistor pode estar entre 900 Ω (1000 – 5%) a 1100 (1000 + 5%) Ω. Devido principalmente, e não exclusivamente, a dificuldades de fabricação, um resistor não pode ter exatamente 1k Ω. Por isso é que são produzidos resistores de tolerância alta, e mais baratos, e resistores de baixa tolerância, e mais caros.

Na época das válvulas, era muito comum encontrar um resistor de composto de carbono de 20 ou 10% de tolerância. Atualmente a grande maioria dos resistores comerciais de baixa potência possui tolerância de 5%. Existem resistores de 1% de tolerância ou menos, porém são muito mais caros que os de 5%.

Em todos os circuitos do site são utilizados resistores de 1/4 W e 5% de tolerância, salvo exceções.

Tipos de resistores

Existem dezenas de tipos de resistores, como resistores de filme de carbono, filme metálico, NTC, PTC, LDR, varistor, com diferenças e semelhanças entre si. Porém, não seria prático para o iniciante tentar entender cada uma das diferenças e, mais ainda, os locais onde devem ser aplicados cada um destes componentes. Listá-los em um único artigo pode fazer o iniciante crer que cada um destes componentes possui a mesma frequência de utilização em todos os circuitos, e que deveria estudá-los todos com o mesmo empenho, e isto não é verdade. Por exemplo, resistores do tipo termistor NTC são usados raríssimas vezes em circuitos de amplificadores de potência, enquanto que o resistor de filme de carbono é, como eu já disse acima, o equivalente a um parafuso para uma montagem mecânica: usa-se muito e em todos os lugares.

Resistor de filme de carbono

O resistor de filme de carbono possui a aparência mostrada na figura abaixo. É um dos componentes eletrônicos mais comuns e facilmente encontrado em qualquer circuito eletrônico de uso doméstico.

A construção deste componente é, basicamente, um cilindro de cerâmica impregnado de carbono, que é o material resistivo. O carbono é cortado (geralmente numa ferramenta à laser) de modo a fazer uma espiral. Após isso são colocados os terminais de soldagem do componente e ele recebe uma pintura protetora e a pintura das faixas indicativas do valor da resistência. É importante salientar que a cor da pintura protetora não possui nenhum significado importante para os propósitos das montagens do site. Portanto, ao adquirir resistores, não existe nenhuma restrição sobre a cor do corpo do resistor.

Durante a execução de um projeto do site, o primeiro cuidado que o construtor deve ter é adquirir os resistores com valores corretos, portanto, aprender a ler o código de cores dos resistores pode ajudar muito. Outro cuidado é evitar comprar resistores de maior potência que o mencionado na Lista de Componentes. Neste caso, o circuito funcionará, porém, como resistores de potência mais alta costumam ser maiores, o construtor de pedais terá dificuldade de encaixá-lo na placa de circuito impresso, além da montagem ficar esteticamente comprometida.

Resistor de filme metálico

O resistor de filme metálico assemelha-se na aparência aos resistores de filme de carbono. Durante sua construção, em vez de carbono, são feitos utilizando metais como elemento resistivo, como, por exemplo, níquel cromo.

A principal diferença entre os resistores de filme de carbono e os de filme metálico é que nestes a faixa de tolerância é muito menor, aproximadamente de 1%. Outra vantagem é o ruído do tipo “excess noise”, que é bem menor. Para construtores com conhecimento intermediário ou avançado, substituir os resistores de carbono por resistores de filme metálico nos circuitos do site é uma das primeiras experimentações que podem ser feitas.

Leitura de código de resistores

Os resistores de filme de carbono e filme metálico possuem um código de cores, que determina seu valor e tolerância. Este código pode ter 4 ou 5 faixas. No caso de 4 faixas, a primeira e a segunda são conversões diretas de números, enquanto que a terceira faixa corresponde ao número de zeros que devem ser acrescentados ao valor do resistor. A quarta faixa representa a porcentagem de tolerância do valor do resistor. Os valores são os mostrados abaixo:

Portanto, no caso de um resistor de 4 faixas, sendo elas marrom, preto, vermelho e dourado, temos um resistor de:

1000Ω, ou 1kΩ/ 5%, o que significa que o resistor têm um valor real entre 950Ω a 1050Ω

No caso de resistores com 5 faixas, são as três primeiras faixas que devem ser convertidas para números, enquanto que a quarta faixa determina a quantidade de zeros que deve ser acrescentada ao valor do resistor. A 5ª faixa corresponde a porcentagem de tolerância do valor do resistor.

Outro exemplo: imagine um resistor de 5 faixas,

1000Ω, ou 1kΩ/ 1%, o que significa que o resistor têm um valor real entre 990Ω a 1010Ω.

Com o tempo e prática, todo iniciante passa a ler o valor de resistores de uma maneira bem rápida. Porém, todo circuito da seção Projetos do site contém, na Apostila de Montagem, informações bem claras sobre o resistor a ser utilizado e seu código de cor.

Padrão E24

Comercialmente não existe todo o valor de resistor, e os valores escolhidos parecem, à primeira vista, sem sentido. Por exemplo, existe um resistor de 10Ω e de 20Ω, mas não existe de 30Ω, nem de 40Ω. Ao invés disto, existem resistores de 22Ω, 27Ω, 33Ω, 39Ω. O que a princípio não possui lógica, está relacionado a tolerância dos resistores. No caso de resistores de 5% de tolerância, costumeiramente encontramos os valores divididos em 24 diferentes valores a cada década, daí o padrão E24. Para outros valores de tolerância, existem os padrões E6,E12, E48, E96 e E192. Para quem tiver maior interesse a respeito de como estes valores são calculados, segue o link: http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html

Todos os outros valores são múltiplos desses valores, como, 15Ω, 3k9Ω, 82kΩ, etc.

Cálculo de valor de resistor para acender LED

Para finalizar este artigo, segue utilização prática do cálculo de um resistor. Um LED é um diodo, que apresenta uma queda de tensão constante quando está operando em modo direto – cátodo no terminal negativo e ânodo no terminal positivo. Esta queda de tensão é da ordem de 2 V – varia de componente a componente, mas para o cálculo exposto aqui, 2 V é um valor válido. Para acender o LED com boa intensidade, necessitamos de aproximadamente 10 mA de corrente. Portanto, ao alimentar o conjunto LED+resistor em série com uma bateria de 9 V, qual é o valor do resistor que deve ser utilizado?

Primeiramente, analisando o circuito vemos que se é alimentado por uma bateria de 9 V e 2 V estão sobre o LED, então 7 V (9 V – 2 V) estão sobre o resistor. Como a corrente que passa no LED é de 0,01A(10mA) e este LED está em série com o resistor, esta corrente é a mesma que passa no resistor.

Portanto, aplicando a Lei de Ohm:

R = V/I

R = 7 V/0,01A

R = 700 Ω

Este é o valor calculado para o resistor. Na prática, pode-se utilizar um resistor de 680Ω ou 750Ω, da tabela do padrão E24.

Bibliografia

http://www.epanorama.net/documents/markings/resistor_colorcodes.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Resistor