ELETRÔNICA APLICADA A MANUTENÇÃO
ÍNDICE:
ELETRÔNICA NA PRÁTICA:
FUSÍVEIS E DISJUNTORES TESTE DO FUSÍVEL CAPACITOR ELETROLÍTICO ELETROLÍTICOS E BOBINAS SMDS TESTE DO CAPACITOR ELETROLÍTICO SMD TESTE DO CAPACITOR ELETROLÍTICO COMUM RESISTORES V ARISTORES LEITURA DOS RESISTORES TESTE DOS RESISTORES RESISTOTOR SMD RESISTOR VARIÁVEL REOSTATO POTENCIOMETRO TESTE POTENCIOMETRO E TRIMPOT TRANSISTOR FET TESTE DO TRANSISTOR FET TRANSISTOR DE JUNÇÃO TRANSISTOR SCR TESTE DO SCR CIRCUITO INTEGRADO REGULADORES DE TENSÕES CIRCUITO INTEGRADO DIGITAL CMOS TESTE DO CI
TESTE DO CI NA PLACA CAPACITORES DE CERÂMICA E POLIESTER LEITURA DOS CAPACITORES CERÂMICA TESTE DOS CAPACITORES(poliéster, plate e styroflex) TRANSFORMADORES TRANSFORMADOR TOROIDAL INDUTOR TESTE DO TRANSFORMADOR TRANSFORMADOR DIODO DIODO RETIFICADOR TESTE DOS DIODOS TESTE DO DIODO ZENER CHAVE LIGA DESLIGA TESTE DAS CHAVES MEDIÇÕES DE TENSÕES (multímetro) ( multímetro) FOTOTRANSISTOR TESTE DO FOTOTRANSISTOR RELÉ TESTE DO RELÉ LED SMD IDENTIFICANDO COMPONENTES NA PLACA IDENTIFICANDO COMPONENTES NO ESQUEMA TESTE DO DIODO RETIFICADOR SMD FERRO DE SOLDA ESTAÇÃO DE SOLDA TÉCNICA DE SOLDAGEM IDENTIFICANDO COMPONENTES DEFEITUOSOS TESTE DO MOSFET
COMPONENTES COMPONENTE S ELETRÔNICOS
FUSÍVEIS E DISJUNTORES Os fusíveis e disjuntores são dispositivos que protegem os circuitos elétricos contra danos causados por sobrecargas de corrente, que podem provocar até incêndios, explosões e eletrocutamentos. Os fusíveis são aplicados geralmente nos circuitos domésticos e na indústria leve, enquanto que os disjuntores são projetados principalmente para atender as necessidades da indústria pesada. O funcionamento do fusível baseia-se no princípio segundo o qual uma corrente que passa por um condutor gera calor proporcional ao quadrado de sua intensidade. Quando a corrente atinge a intensidade máxima tolerável, o calor gerado não se dissipa com rapidez suficiente, derretendo um componente e interrompendo o circuito. O tipo mais simples é composto basicamente de um recipiente tipo soquete, em geral de porcelana, cujos terminais são ligados por um fio curto, que se derrete quando a corrente que passa por ele atinge determinada intensidade. O chumbo e o estanho são dois metais utilizados para esse fim. O chumbo se funde a 327º C e o estanho, a 232º C. Se a corrente for maior do que aquela que vem especificada no fusível: 10A, 20A, 30A, etc., o seu filamento se funde (derrete). Quanto maior for a corrente especificada pelo fabricante, maior a espessura do filamento. Assim, se a espessura do filamento do fusível suporta no máximo uma corrente de 10A e por um motivo qualquer a corrente exceder esse valor, a temperatura atingida pelo filamento
será suficiente para derretê-lo, e desta forma a corrente é interrompida. Os fusíveis se encontram normalmente em dois lugares nas instalações elétricas de uma residência: no quadro de distribuição e junto do relógio medidor. Além disso, eles estão presentes no circuito elétrico dos aparelhos eletrônicos, no circuito elétrico do carro, etc. O fusível de cartucho, manufaturado e lacrado em fábrica, consiste de um corpo oco não condutivo, de vidro ou plástico, cujo elemento condutor está ligado interiormente a duas cápsulas de metal, os terminais, localizados nas extremidades. Símbolos
ELOS FUSÍVEIS PASITROL
Os elos fusíveis Positrol, com suas características de tempo-corrente precisas (TCCs), (TCCs), elementos fusíveis
não danificáveis, e capacidade superior de interrupção de faltas, lhe proporciona o que há de mais moderno em desempenho de elos fusíveis. Eles eliminam as operações indevidas devido a alterações das TCCs (sneakouts), e a necessidade de atuação dos equipamentos de proteção a montante para fazer o serviço dos elos fusíveis, reduzindo o custo da operação e melhorando a confiabilidade dos serviços... dois fatores que são primordiais no meio competitivo atual. As seguintes características excepcionais dos elos fusíveis Positrol tornam estes benefícios possíveis. Não danificáveis e permanentemente preciso. Os elos fusíveis Positrol não são afetados pelo tempo de vida, por vibrações ou oscilações que aqueçam o elemento até próximo ao seu ponto de fusão. Eles não são danificáveis, e sendo assim, só operarão quando tiverem que operar e não quando tiverem que operar. Eles não falharão. Para uma Concessionária Pública, isto significa dinheiro... os elos fusíveis Positrol eliminam as intervenções necessárias para se encontrar e substituir desnecessariamente os elos fusíveis queimados. Como os elos fusíveis Positrol não são danificáveis, não há necessidade de zonas de segurança ou tolerância exageradas. O máximo aproveitamento dos fusíveis pode ser alcançado sem medo de que ocorram mudanças nas características de tempo-corrente, que causam problemas nos planos de proteção e coordenação cuidadosamente preparados. A durabilidade das TCCs do Positrol tem sido repetidamente evidenciada através de exaustivos testes laboratoriais.
Tolerâncias Limitadas
Os elos de fusíveis Positrol da S&C têm tolerâncias excepcionalmente limitadas... Tipicamente a metade da de outros elos fusíveis... o que significa que se pode contar com eles para eliminar faltas mais rapidamente. As tolerâncias limitadas e o fato de serem não danificáveis combinam-se de forma a permitir a escolha do menor elo fusível para cada aplicação, garantindo proteção máxima e coordenação intensificada. Com os elos fusíveis Positrol você pode até mesmo coordenar os valores adjacentes de capacidade. As magníficas características de desempenho dos elos fusíveis Positrol são o resultado de um projeto competente, aliado à dedicada atenção para os detalhes de fabricação. Os elementos fusíveis de prata, prata-cobre estéticos, e níquel-cromo (dependendo do valor) são inerentemente não danificáveis. O material dos fios, de pureza e condutividade cuidadosamente confirmadas, é passado através de moldes de precisão e a secção transversal exata é confirmada por micrômetro a laser. A montagem meticulosa assegura que não haja rachaduras, torções, nem alargamentos que possam comprometer a precisão das TCCs. Os elementos são moldados aos seus terminais para conexões permanentes não danificáveis.
Desempenho Superior de Interrupção de Faltas
O elo fusível—não o tubo fusível da chave fusível— determina a capacidade de uma chave fusível de interromper tensões de falta de baixa magnitude, particularmente faltas no lado secundário de
transformadores com suas tensões de restabelecimento transitórias severas (TRVs). Testes extensos feitos através de um amplo espectro de faltas secundárias... com TRVs realisticamente severas... têm comprovado o desempenho inigualável dos elos fusíveis Positrol da S&C, quer sejam aplicados em chaves fusíveis dotadas de exaustão simples ou dupla. Estes elos com seus revestimentos em fibra de vidro de filamento enrolado com força de ruptura controlada, seguramente interrompem todos os níveis de curvas secundárias em sistemas até 27kv, e em aplicações de fase-neutra em sistemas 38kv. Ampla escolha de velocidades
Os elos fusíveis Positrol estão disponíveis em oito velocidades: T, K, QR (intercambiável com as velocidades do “QA”), DR (intercambiável com as velocidades “D”), KSR (intercambiáveis com as velocidades “KS”), N, Standard e coordenadas. Todas estas velocidades, mais as opções de valores de corrente de 1 a 200A, tornam a ótima coordenação e a máxima proteção uma realidade prática em cada ponto de seccionalização, início de circuito, transformador de distribuição e banco de capacitor.
Informações de aplicação fáceis desenvolvidas com a mesma atenção a detalhes dispensados aos próprios elos fusíveis Positrol, estão disponíveis para facilitar a escolha dos elos fusíveis da S&C. Solicite à S&C o boletim de dados 350-110 para proteção de transformador, ou o 350130 para proteção do capacitor ou o 350-170 para coordenação em série, todos da S&C. Estes guias de aplicação minimizam o trabalho de escolha do elo fusível mais adequado para cada tipo de proteção necessária.
FUSÍVEIS LIMITADORES FAULT TAMER
A nova geração em proteção para transformadores de poste — Os fusíveis limitadores Fault Tamer combinam um elo fusível montado em série com um limitador auxiliar em um único e poderoso conjunto que pode ser facilmente incorporado em instalações novas ou existentes de transformadores de distribuição aérea de 14.4-kV, 25-kV, e 34.5-kV. O Fault Tamer proporciona proteção contra curto circuito ao sistema, limita a corrente de passagem a um nível que minimizará potenciais explosões dos transformadores devido a falhas internas de grande magnitude, e também minimiza os danos por falhas externas de grande magnitude como descargas nas buchas. O Fault Tamer oferece muito mais vantagens que as chaves fusíveis convencionais, incluindo chaves fusíveis montadas com fusíveis limitadores de corrente externos.
“ FUSÍVEIS NA CAIXA DE ENTRADA” “ Aficionados do som estão trocando seus modernos disjuntores da entrada por fusíveis. A menor indutividade destes componentes permite, nos transientes musicais, maior disponibilidade de corrente.” .
Realmente os fusíveis possuem algumas vantagens em relação aos disjuntores e, para ser mais preciso, possuem exatamente três vantagens e somente uma desvantagem! Em primeiro lugar, é correto dizer que os fusíveis possuem menor indutividade do que os disjuntores. Estes possuem bobinas para a função de proteção contra curtos-circuitos, como já comentávamos, as quais representam maiores indutâncias à passagem da corrente, quando da existência de transientes de corrente. Em segundo lugar, a resistência elétrica dos fusíveis é muito mais baixa do que a dos disjuntores, pois os fusíveis não possuem as já comentadas bobinas e nem os enrolamentos que existem em torno dos bimetais que dão proteção contra as sobrecorrentes. Em terceiro lugar, todo fusível de qualidade desliga mais rápido do que qualquer disjuntor, ou seja, a proteção que um fusível pode dar, é melhor do que aquela que o disjuntor correspondente poderá oferecer. A única desvantagem do fusível é que, quando queima, precisa ser trocado. Já o disjuntor, nesta situação, apenas precisa ser religado. Evidentemente, não estamos aqui fazendo comentários de qualquer fusível. Existem como vocês bem sabem, vários tipos de fusíveis. Há os fusíveis de rolha e também os de cartucho que, em algumas condições especiais, podem vir até a explodir.
Não, aqui não estou comentando sobre estes fusíveis. Refiro-me sim, aos fusíveis Diazed e aos fusíveis NH. Àqueles componentes de aplicação industrial (NH) e de aplicação residencial (Diazed) lá na Europa e que também, estão à venda no mercado nacional. Há vários fabricantes no Brasil e aqui novamente recomendo os fusíveis da Siemens, pela sua elevada qualidade. Para colocar os fusíveis, recomendo que vocês utilizem uma chave seccionadora sob carga trifásica, do tipo 3NP4010, da Siemens, e de fusíveis NH, tamanho 000, ou tamanho 00. Caso vocês não estejam utilizando as três fases, não coloquem nada no pólo central, pois o neutro deverá passar diretamente, sem ser interrompido, como vocês poderão ver no artigo acima mencionado.
TESTE DO FUSÍVEL O uso do multímetro para testar fusível só indica que o mesmo está bom ou rompido. O multímetro não indica a Amperagem nem a tensão de trabalho. • • •
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Pegue alguns fusíveis para fazer os testes. Posicione a chave seletora na escala de X1. Faça o ajuste de Zero, (o ajuste de zero é para regular o multímetro de maneira que ao encostarmos uma ponta de prova na outra, o ponteiro do multímetro desloca até o Zero). Una as pontas de prova e ajuste o controle que há no multímetro de maneira que o ponteiro fique em cima do Zero. Pronto ajuste está feito. Cada escala que mudarmos deve ser feito o ajuste. Pegue um dos fusíveis e coloque as pontas de prova nas extremidades do fusível conforme mostra a figura abaixo:
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O ponteiro deverá deslocar até o Zero indicando que o fusível está bom. FUSÍVEL
1
20
2
6
3 4 X10K X1K X10 X1
1
5 6
Símbolos ASSTP Valdisio
DICA: Fusível bom – O ponteiro desloca até o Zero. Fusível rompido (queimado) – O ponteiro não desloca.
CAPACITOR ELETROLÍTICO É um tipo de capacitor muito importante dentro de um circuito eletrônico. No capacitor eletrolítico temos uma das armaduras composta de alumínio que entra em contato com uma substância química ativa e se oxida, criando assim outra camada isolante que age como dielétrico. Assim quanto mais fina for a camada isolante (dielétrico), maior será a capacidade do capacitor, permitindo com o uso de componentes relativamente pequenos o alcance de elevadas capacitâncias. Os capacitores eletrolíticos são polarizados, isto é, sua armadura positiva terá que ser sempre a mesma. Se invertermos a polaridade no circuito de forma a carregar a amadura positiva de carga negativa, o material isolante (dielétrico) se destruirá, inutilizando o capacitor.
Como podemos concluir sobre estes componentes, foram desenvolvidos para permitir o alcance de capacitância mais elevado, e resistir à tensão de trabalho e isolação mais alta em relação a sua capacitância. No seu ramo, há tipo que utiliza o óxido de alumínio como dielétrico; e assim conhecido como capacitor eletrolítico de alumínio e outro tipo que utiliza o óxido de tântalo. As faixas de capacitância destes componentes são as seguintes: Alumínio: 0,5 Mfd a 10.000 Mfd. Tântalo: 0,1 Mfd a 100.000 Mfd. ASSTP mostra logo em seguida as simbologias que representam os capacitores eletrolíticos. • •
__.
+
_
+
Estes capacitores são utilizados especificamente em filtragem de fontes de alimentação, circuitos osciladores de baixa frequência acoplamento de sinal de baixa frequência e circuito de tempo (temporizador). Eletrolíticos e bobinas SMD As bobinas SMD têm um encapsulamento de epóxi semelhantes a dos transistores e diodos. Existem dois tipos de eletrolíticos: Aqueles que têm o corpo metálico (semelhante aos comuns) e os com o corpo em epóxi, parecido com os diodos. Alguns têm as características indicadas por uma letra (tensão de trabalho) e um número (valor em pF). Ex: A225 = 2.200.000 pF = 2,2 μF x 10 V (letra "A"). Veja abaixo:
ELETROLÍTICO SMD BOBINA SMD
Teste do capacitor eletrolítico SMD 1) Posiciona a chave seletora do multímetro na escala de X1. 2) Coloque a ponta de prova vermelha no positivo do capacitor.
3) Coloque a ponta de prova preta no negativo. 4) O ponteiro do multímetro deverá deslocar marcando um valor ôhmico.
a
Veja que o ponteiro não se aproxima do Zero.
Agora inverta as pontas de prova.
O multímetro registra uma resistência maior.
Resistência maior
7. Isto indica que o capacitor está bom. CAPACITOR EM CURTO (defeituoso) o ponteiro desloca até o Zero fazendo o teste nas duas inversões das pontas de prova. CAPCITOR ABERTO (defeituoso) o ponteiro não registra resistência fazendo o teste nas duas inversões das pontas de prova.
Estes testes também servem para estes tipos de capacitores
.
CAPACITOR POLIÉSTER: TESTE DOS CAPACITORES ELETROLÍTICOS COMUNS Para fazermos os testes dos capacitores eletrolíticos é necessário verificarmos em primeiro lugar seu valor em Microfarade para podermos posicionar a chave seletora na escala correta. Veja a tabela abaixo e separe alguns capacitores de valores que correspondem a cada escala. ESCALA X1 OU X10 X 1K
VALORES EM MICROFARADE 330 Mf a 10.000 mF 0.05 Mf a 220 mF
Observe também que o capacitor eletrolítico tem polaridade (+ e -) também é encontrado no capacitor o valor de tensão de trabalho. Nos seus testes não é preciso ver sua polaridade nem a tensão de trabalho, apenas o valor de capacitância para posicionarmos a chave seletora na escala correta. Pegue um capacitor que seu valore esteja entre 330mF a 10.000mF. Posicione a chave seletora na escala X10. Coloque as pontas de prova nos terminais do capacitor e mantenha as pontas de prova do multímetro fixas nos terminais do capacitor e observe que o ponteiro do multímetro deslocou-se e retornou para o ponto de repouso. Troque as pontas de prova do multímetro nos terminais do capacitor, ou seja, inverta os cabos; cabo preto no lugar do vermelho e o vermelho no lugar do preto. Observe que o ponteiro irá deslocar e retornar para a posição de repouso. Isto ocorre quando o capacitor está bom. •
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RESISTÊNCIA ELÉTRICA
RESISTORES Resistores elétricos são componentes eletrônicos, cuja finalidade é oferecer oposição à passagem de corrente elétrica através de seu material. A essa oposição é dado o nome de "Resistência Elétrica".
Unidade kilo Ohm Mega Ohm
Ohm Ω
kΩ = 10exp3 Ω MΩ = 10exp6 Ω
Os Resistores podem ser Fixos ou Variáveis Fixos: São resistores cuja resistência elétrica não pode ser alterada (apresentam dois terminais) Variáveis: São aqueles cuja resistência elétrica pode ser alterada através de um eixo ou curso (Reostato, Potenciômetro). Os resistores são identificados através de um código de cores, onde cada cor e a posição da mesma no corpo dos resistores representam um valor ou um fator multiplicativo.
Cor Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Dourado Prateado Sem cor
1° 2° Fator Multiplicativo 0 0 x1 1 1 x 10 2 2 x 100 3 3 x 1.000 4 4 x 10.000 5 5 x 100.000 6 6 x 1.000.000 7 7 ---8 8 ---9 9 ----- -- x 0,01 -- -- x 0,1 -- -- ----
Tolerância ---1% 2% ---------------------5% 10% 20%
Exemplos: 1° Faixa - Vermelho = 2 2° Faixa - Vermelho = 2 3° Faixa - Fator multiplicativo - Marrom = 10 exp1 = 10 4° Faixa - Tolerância - Ouro = 5% Valor do resistor = 22x10 = 220Ω5%
1° Faixa - Amarelo = 4 2° Faixa - Violeta = 7 3° Faixa - Fator multiplicativo - Vermelho = 10 exp2 = 100 4° Faixa - Tolerância - Ouro = 5% Valor do resistor = 47x100 = 4700Ω ou 4,7kΩ
1° Faixa - Vermelho = 2 2° Faixa - Vermelho = 2 3° Faixa - Fator multiplicativo - Amarelo = 10 exp4 = 10000
4° Faixa - Tolerância - Ouro = 5% Valor do resistor = 22x10000 = 220000Ω5 ou 220KΩ
Como determinar se a tolerância em relação ao valor do resistor encontr a-se dentro da faixa aceitável Para determinarmos a aceitabilidade de um resistor basta seguir os passos abaixo: 1 - Determine o valor Nominal do resistor a ser medido através do código de cores (RNom); 2 - Meça o resistor com um Multímetro na escala adequada para o valor Nominal (RMed); 3 - De posse dos dois valores anotados, utilize a seguinte fórmula: E% = [(RNom. - RMed) / RNom]x100 onde: E% - Erro Percentual RNom - Resistência Nominal RMed - Resistência Medida 4 - Compare o E% com a Tolerância Nominal do resistor. Se o E% calculado estiver dentro da faixa da tolerância Nominal do resistor, então o resistor encontrase dentro da faixa aceitável de erro. Exemplo: Imagine se desejássemos saber se o resitor acima de 220k encontra-se aceitável. 1 - RNom = 220k 2 - RMed = 217k 3 - E% = [(RNom. - RMed) / RNom]x100 ==> E% = [(220217) /220]x100 = 1,4% de Erro 4 - A faixa de tolerância do resistor é Ouro=5%, portanto, 1,4% de Erro é aceitável para este resistor. Associação de Resistências Uma forma de se obter uma resistência de um determinado valor, é se associando resistências, de duas formas: em série e em paralelo.
Associação em série Na associação em série, o resultado total (RT) será igual a soma de todas as resistências empregadas:
Associação em paralelo Quando associamos resistências em paralelo, o resultado não será a soma total, mas sim a soma através da seguinte fórmula: 1/RT = 1/R1+1/R2
Limitador de corrente Agora você já está pronto para calcular o valor ôhmico do resistor que deve ser conectado em série com um LED. É um resistor limitador de corrente. Observe a ilustração: Um LED típico requer uma corrente de intensidade de 10 mA e proporciona uma "queda de tensão" de 2V enquanto está aceso. Nossa fonte de tensão fornece 9V. Qual deve ser a tensão entre os terminais de R1?
A resposta é 9V – 2V = 7V. Lembre-se que a soma das tensões sobre componentes em série deve ser igual à tensão da fonte de alimentação. Agora, com relação a R1, temos duas informações: a intensidade de corrente que passa por ele (10mA) e a tensão que ele suporta (7V). Para calcular sua resistência usamos a fórmula: R1 = U ¸ I Substituindo-se U e I por seus valores temos: R1 = 7V ¸ 0,01A = 700Ω
Resistores Tubulares de Fio: Estes resistores são fabricados com elemento resistivo em fio de NiCr enrolado sobre núcleo de porcelana e vitrificados à fogo. Podem ser fornecidos no tipo fixo, ajustáveis, não indutivos, com suportes isolados, com suportes vivos etc. Potências de 10 a 1000W.
Resistores Tubulares de Fita Ondulada: Estes resistores são
fabricados em fita de NiCr ondulada e enrolada sobre núcleo de porcelana. Sua principal característica é a grande capacidade de dissipação de energia e tem baixa resistência e alta corrente. Resistores de Fio Descoberto : Estes resistores
são fabricados em fio de NiCr enrolado sobre um núcleo cerâmico roscado de forma que o fio se encaixa mantendo uma isolação garantida entre espiras. Em geral sua resistência ôhmica é baixa, porém sua corrente é alta. Resistores de Lâminas (“Edgewound”): Resistores
de fita de NiCr de grande seção, enrolados de cutelo sobre núcleos cerâmicos seccionados de forma a permitir sua utilização em equipamentos sujeitos a grandes vibrações. Podem ser fornecidos na forma circular ou ovalada. Resistores de Aterramento : Estes
resistores são utilizados para aterramento do neutro de
transformadores ou geradores, de forma a limitar o valor da corrente de curto circuito assimétrica a valores pré-estabelecidos. . Podem ser fornecidos com ou sem trafo de corrente e nos graus de proteção IP 00, IP 23 ou IP 54, instalação ao tempo ou abrigada. O elemento resistivo utilizado é aço inox, ferro fundido ou fio de NiCr dependendo dos níveis de corrente selecionados. Resistores de Aterramento (Alto Valor): Estes resistores são
fornecidos com painel de supervisão detectando a mínima corrente de curto dando uma indicação pulsante permitindo a localização inicial das falhas. Estes resistores geralmente limitam a corrente entre valores de 2 a 5A em 480V ou 460V.
Resistores para Filtro de Harmônicos :
Estes resistores geralmente fornecidos em grupos de 3 unidades com diferença máxima
de resistência ôhmica de 3% entre si, podem ser fabricados para instalação abrigada ou ao tempo.
VARISTORES Metal Óxido Varistor ou M.O.V.
É um tipo especial de resistor que tem dois valores de resistência muito diferentes, um valor muito alto em baixas voltagens (abaixo de uma voltagem específica), e outro valor baixo de resistência se submetido a altas voltagens (acima da voltagem específica do varistor). Ele é usado geralmente para proteção contra curtos-circuitos em extensões ou pára-raios usados nos postes de ruas, ou como "trava" em circuitos eletromotores. PTC
É um resistor dependente de temperatura com coeficiente de temperatura positivo. Quando a temperatura se eleva, a resistência do PTC aumenta. PTCs são freqüentemente encontrados em televisores, em série com a bobina desmagnetizadora, onde são usados para prover uma curta rajada de corrente na bobina quando o aparelho é ligado.
Uma versão especializada de PTC é o polyswitch que age como um fusível auto-rearmável.
NTC
Também é um resistor dependente da temperatura, mas com coeficiente negativo. Quando a temperatura sobre, sua resistência cai. NTX são freqüentemente usados em detectores simples de temperaturas, e instrumentos de medidas.
RESISTORES (LEITURA)
Para fazermos a leitura dos resistores comuns e especiais, precisamos usar a tabela do código de cores da 1ª página. Este exercício ajudará a decorar a tabela. Agora vamos outros exemplos mais práticos de leitura dos resistores. RESISTORES (LEITURA) Para fazermos a leitura dos resistores comuns e especiais, precisamos usar a tabela do código de cores da página anterior. Este exercício ajudará a decorar a tabela. 1ºExemplo: 4
2
2
Ouro
Nos resistores comuns de 4 anéis coloridos sempre o 4º anel será dourado ou prata. No exemplo acima: 1º anel – amarelo = 4. 2º anel – vermelho = 2. 3º anel – vermelho = 2. No lugar de multiplicarmos o 3º anel conforme a tabela, simplesmente substituímos o número do terceiro anel por zeros, então o valor do resistor acima fica da seguinte forma: 4200 ohms. •
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•
2º Exemplo:
6
5
3
Ouro
Azul 6 - Verde 5 – Laranja 3. 65000 ohms ou 65K.
3º Exemplo:
3
Ouro (dourado) 0
4
Laranja 3 – Preto 0 – Amarelo 4. 300000 ohms ou 300K. 4º Exemplo:
Ouro (dourado)
Marrom 1 – Preto 0 – Preto 0
10 ohms ou 10R (Quando o terceiro anel vier com a preta será ignorado, considerando apenas os dois primeiros algarismos). 6º Exemplo: 4
7
0,1
Ouro
Amarelo 4 – Violeta 7 – Dourado 0,1 4,7 ohms ou 4,7R (Quando o terceiro anel vir com a cor dourada, coloca-se uma vírgula entre os dois primeiros algarismos). Leitura dos resistores de cinco anéis coloridos. 1º Exemplo:
4
2 7
2
1% de tolerância
Amarelo 4 – Violeta 7 – Vermelho 2 – Vermelho 2 47200. 1% Observe que é no quarto anel que colocamos o número de Zeros. Siga este exemplo para todos os resistores de cinco cores.
Nos resistores SMDs já vem escrito o seu valor. EX. 451 = 450R, o terceiro número você vai substituir por zeros. Se o terceiro número for 3 você vai substituir por 3 zeros (000) e assim por diante.
TESTES DOS RESISTORES Pegue 4 resistores: 1 resistor com valor menos de 200R. 1 resistor com valor entre 200R a 1K. 1 resistor com valor entre 1K a 100K. 1 resistor com valor entre 100K a 2M. • • • •
Vamos testar o resistor com o valor menor de 200R: Posicione a chave do multímetro na escala de X1. Faça o ajuste de Zero. Coloque as pontas de prova do multímetro nos terminais do resistor conforme mostra a figura abaixo. (não tem polaridade). • •
20
20R 6
4K7 680K X10K X1K
6M2
X10 X1
Símbolos
O ponteiro do multímetro irá deslocar e estacionar sobre um número ou próximo dele. Multiplique a escala X1 pelo número próximo do ponteiro. Ex. Escala de X1 (1X20 = 20R). Verificando o valor do resistor pelo código de cores; sendo 20 R – vermelho, preto e preto, o ponteiro do multímetro estaciona sobre o número 20 ou próximo do 20 significando que o mesmo está bom. Pegue o resistor com valor entre 200R e 1K. Faça o ajuste de Zero. Posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. Coloque as pontas de prova nos terminais do resistor, veja onde o ponteiro estacionou e multiplique 10 x o número próximo ao ponteiro. Confira o valor do resistor pelo código de cores. Pegue o resistor com valor entre 1K a 100K. Faça o ajuste de Zero. Proceda da mesma maneira dos testes anteriores. Pegue o resistor com valor entre 100K a 2M. Faça o ajuste de Zero. Repita o mesmo roteiro acima. •
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DICA: Resistor aberto (queimado) – o ponteiro do multímetro não desloca.
Resistor alterado (defeituoso) – o ponteiro do multímetro marca uma resistência diferente do valor encontrado através do código de cores.
RESISTOR SMD Os resistores têm 1/3 do tamanho dos resistores convencionais. São soldados do lado de baixo da placa pelo lado das trilhas, ocupando muito menos espaço. Tem o valor marcado no corpo através de 3 números, sendo o 3° algarismo o número de zeros. Ex: 102 significa 1.000 Ω = 1 K.
Resistor variável Alguns resistores variáveis ficam dentro de blocos que devem ser abertos de modo a ajustar o valor do resistor. Esse resistor variável de 2000 watts é usado para o freio dinâmico da turbina de vento de um gerador da Lakota (True North Power) O resistor variável é um resistor cujos valores podem ser ajustados por um movimento mecânico, por exemplo, rodando com a mão. Os resistores variáveis podem ser dos baratos, de volta simples, ou de múltiplas voltas com um elemento helicoidal. Alguns têm um display mecânico para contar as voltas.
Tradicionalmente, resistores variáveis são não confiáveis, porque o fio ou o metal podem se corroer ou se desgastar. Alguns resistores variáveis modernos usam materiais plásticos que não corroem. Outro método de controle, que não é exatamente um resistor, mas se comporta como um, envolve um sistema sensor fotoelétrico que mede a densidade ótica de um pedaço de filme. Desde que o sensor não toque o filme, é impossível haver desgaste.
Reostato
O reostato está mais para uma resistência variável do que para um potenciômetro, mas, tem um eixo semelhante ao potenciômetro e é usado em divisores de tensão ou como simples resistências ajustáveis. Os reostatos são usados quando o valor da resistência é muito baixo e as correntes elevadas, os potenciômetros são usados em baixas correntes e elevados valores de resistência. Potenciômetro
O potenciômetro é um dispositivo resistivo muito usado em circuitos divisores de tensão. O potenciômetro é composto por uma trilha resistiva na forma de ferradura por onde um cursor metálico desliza assim a resistência entre o cursor e as extremidades do potenciômetro podem variar, observe a figura e a foto do potenciômetro na figura abaixo. Note que o valor indicado no corpo do potenciômetro é igual à soma dos resistores abaixo do cursor e acima do cursor. Um potenciômetro é equivalente a dois resistores colocados em série, tendo o cursor conectado ao centro dos resistores.
A figura a seguir mostras alguns tipos de potenciômetro e acessórios:
Knob de precisão usado com os potenciômetros de precisão com giro de mais de uma volta, o dial indica o número de voltas e Knob convencional.
Potenciômetro convencional observe o potenciômetro duplo muito usados em amplificadores com dois canais, um potenciômetro para o controle de volume de cada canal.
TESTE DO POTENCIÔMETRO E TRIMPOT. •
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Posicione a chave seletora do multímetro analógico na escala X1K. Coloque uma das pontas de prova do multímetro no terminal central. Coloque a outra ponta de prova em um dos terminais central. Gire lentamente o eixo do potenciômetro ou do trimpot. Observe que o ponteiro do multímetro desloca marcando uma variação de resistência ao girar o eixo.
TRANSISTOR FET FET é o acrônimo em inglês de Field Effect Transistor , Transistor de Efeito de Campo, que, como o próprio nome diz, funciona através do efeito de um campo elétrico na junção.
HISTÓRIA Primeira referência: patente feita em 1930, por Julius Edgar Lilienfeld, um pesquisador ucraniano nascido em 1882 e que imigrou para os EUA na década de 20 do século passado. Sua ideia era controlar a condutividade de um material, por um campo elétrico transversal; mas o sistema proposto por Lilenfeld não funcionaria na prática.
O domínio de semicondutores e da física necessária para a construção dos FETs só aparece no início dos anos cinquenta do século passado. O FET é um desenvolvimento tecnológico posterior ao transistor de junção; mas é o elemento dominante, por suas características, em sistemas lógicos modernos.
Imagem de microscópio eletrônico de um FET vertical, desenvolvido pela Bell Labs em 1999, com 50 nm de gate.
Esquema de um FET com nanotubo de carbono (diâmetro cerca de 1,5 nm) Atenção: Evite tocar a porta do FET. Minúsculas faíscas podem saltar de seu dedo para esse terminal de entrada, o que danificará interiormente o componente. Um resistor de 1 megohm ligado à porta do FET ajuda a protege-lo de ser danificado por faíscas acidentais em seu terminal de
entrada. O circuito, entretanto, trabalhará perfeitamente, mesmo na ausência desse resistor de proteção. Do mesmo modo, não toque a parte metálica do fio de 'antena' (que deve ser um fio encapado).
TESTE DO TRANSISTOR FET Para testar o FET vamos usar o multímetro analógico. •
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Posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. Coloque a ponta de prova vermelha no Gate. Coloque a ponta de prova preta no Dreno. O ponteiro deverá deslocar marcando uma certa resistência. Depois coloque a ponta de prova preta no Sourse, o ponteiro também irá deslocar.
OBS. Se ao testar o FET o ponteiro do multímetro deslocar até o 0 (zero) significa que o mesmo está defeituoso (em curto). FET SMD
FET tradicional. G
D
S
FORMAS ESPECIAIS DE TRANSISTORES DE JUNÇÃO
Atualmente o fabricante de transistores tem uma variedade de técnicas e de materiais à sua disposição. Geometrias especiais para manipulação de grandes potências ou operação em radiofreqüências têm sido desenvolvidas e assim a faixa de operação do transistor foi ampliada. Além disso, outros processos e difusão, gravação em mesa e a escolha dos níveis de dopagem permitem que os transistores sejam fabricados com características especiais para satisfazer a requisitos particulares. Os transistores de potência de germânio foram fabricados durante o início da década de 1950 "aumentando proporcionalmente" os transistores de junção por liga de pequenos sinais. A área das junções foi aumentada, e a pelota do coletor foi ligada ao invólucro para assegurar uma baixa resistência térmica. Tais transistores podiam dissipar 10 W, mas apresentaram uma rápida queda no ganho para correntes acima de 1 A. No final da década de 1950, o emissor de índio era dopado com gálio para aumentar a dopagem do emissor e portanto aprimorar o ganho nas altas correntes. Os aperfeiçoamentos neste tipo de transistor permitem que ele seja usado atualmente com potências de até 30 W. Os primeiros transistores de potência de silício foram introduzidos no final de 1950, e usaram as técnicas de difusão. As regiões da base e do emissor foram sucessivamente difundidas num lado de uma fatia de silício do tipo n, e a ligação elétrica à base foi feita pela liga dos contatos de retificação através do emissor. Este tipo de transistor apresentou um bom ganho até uma corrente de 5 A. Os refinamentos ao processo de fabricação durante os anos de 1960 levaram ao atual transistor de potência
difundido capaz de manipular correntes de até 30 A e potências de até 150 W. Dois processos de fabricação são usados para este tipo de transistor de potência, os processos de difusão simples e de difusão tripla. O processo hometaxial ou de difusão simples usa uma difusão simultânea sobre os lados opostos de uma pastilha de base homogênea, formando regiões de emissor e de coletor fortemente dopadas. O emissor é gravado em mesa para permitir que a ligação elétrica seja feita com a base. Este tipo de transistor reduz o risco de pontos quentes pelo uso de uma base homogênea, a base larga proporciona boas propriedades de segunda ruptura, e o coletor fortemente dopado proporciona baixa resistência elétrica e térmica. Os transistores de potência por difusão tripla são fabricados difundindo-se as regiões da base e do emissor num lado de uma bolacha do coletor. A terceira difusão forma um coletor difundido fortemente dopado sobre o outro lado. Este tipo de transistor tem um alto valor de regime de tensão, muitas vezes capaz de suportar tensões de 1 KV ou mais. O processo epitaxial planar permite que outros aprimoramentos sejam feitos nos transistores de potência. Em altas densidades de corrente, pode ocorrer contração de corrente. Esta é a causa da segunda ruptura. A transição do emissor torna-se mais polarizada diretamente do que o centro, de modo que a corrente concentra-se ao longo da periferia do emissor. É, portanto necessário projetar estruturas de base-emissor que diferem das geometrias anular ou em forma de pera dos transistores de pequeno sinal, e o aumento proporcional não mais pode ser feito. Um emissor com uma longa periferia é necessário. Duas estruturas que têm sido usadas com sucesso são a estrela e a floco de neve, os nomes servindo para descrever a forma do emissor. Estas estruturas não podem ter sido produzidas em transistores práticos sem a técnica planar de difusão através de uma fôrma na camada de óxido.
Estruturas mais complexas de base-emissor podem ser produzidas para combinar a grande área do emissor e a periferia longa requerida para manipulação de alta potência com o restrito espaçamento requerido para operação de alta freqüência. Foram desenvolvidas geometrias para possibilitar aos transistores de potência operar nas radiofreqüências. Uma tal geometria é a estrutura interdigitalizada onde os contatos da base estão inseridos entre os contatos do emissor. Uma outra é a estrutura sobreposta onde uns grandes números de tiras separados do emissor são interligados pela metalização numa região de base comum. Com efeito, uns grandes números de transistores de alta freqüência separados são conectados em paralelo para conduzir uma grande corrente. Os transistores que usam estas estruturas podem operar nas radiofreqüências, com potências típicas de 175 W a 75 MHz e 5 W a 4 GHz. Uma outra estrutura usada em transistores de potência é a estrutura mexa ou de base epitaxial. Uma camada epitaxial levemente dopada é crescida num coletor fortemente dopado, e uma simples difusão usada para formar o emissor na camada de base epitaxial. A estrutura resultante é gravada em mesa. Os transistores mexa são reforçados e têm baixa resistência de coletor. Os transistores de potência são usualmente encapsulados em invólucros metálicos possibilitando a montagem num dissipador de calor. Nos últimos anos, no entanto, tem havido certa tendência para os encapsulamentos plásticos. Isto tem diminuído consideravelmente o custo do encapsulamento do transistor sem afetar o desempenho. Uma placa de metal é incorporada no invólucro plástico para garantir um bom contato térmico entre o elemento transistor e um dissipador de calor.
Um transistor de potência usado como transistor de saída num amplificador geralmente requer um transistor pré-amplificador para proporcionar potência de entrada suficiente. Se ambos os transistores forem montados sobre dissipadores de calor, uma considerável quantidade do volume do amplificador ser ocupada por esses dois transistores. Um desenvolvimento recente permite que seja economizado espaço combinando-se os transistores préamplificador e de saída na mesma fração de pastilha de silício num encapsulamento. Esta construção é o transistor de potência Darlington, que pode ter um ganho de corrente de até l 000 e saídas de potência de até 150 W.
Figura 8.44 Diagrama de circuito do transistor de potência Darlington O diagrama de circuito de um transistor Darlington é mostrado na Figura 8.44. Os dois transistores e os resistores de base-emissor são formados numa fração de pastilha por difusões sucessivas usando o processo de base epitaxial. Um díodo também pode ser formado através dos terminais de coletor e de emissor para proteção, se requerida. Os ganhos de corrente dos dois transistores são controlados durante a fabricação, de modo que o ganho global varia linearmente ao longo de uma faixa da corrente de coletor. Esta linearidade de ganho é combinada com espaçamentos menores do que ocorreria com transistores discretos ligados no mesmo circuito. Estas vantagens do transistor Darlington são combinadas com uma desvantagem: o alto valor de VCE(sat). Os transistores para operação em alta freqüência ou para chaveamento rápido devem Ter espaçamentos
estreitos entre o emissor, a base e o coletor. Duas geometrias são geralmente usadas: a base de anel e a base de tira ou fita. A estrutura de base em anel é "reduzida proporcionalmente" a partir da estrutura anular usada para os transistores de baixa frequência. A estrutura de base em tira, que geralmente é preferida para operação em freqüências mais altas, é mostrada na Figura 8.45. Muitas dessas estruturas podem ser ligadas em paralelo para aumentar a capacidade de transporte de corrente, formando a estrutura interdigitalizada já descrita para os transistores de potência de RF. As capacitâncias internas do transistor, e as capacitâncias espúrias da montagem e do invólucro, devem ser mantidas tão baixas quanto possível para evitar a restrição do limite das freqüências superiores. Um processo de fabricação epitaxial planar deve ser usado para manter baixa a resistência do coletor. O nível da dopagem é escolhido para se adequar à freqüência de operação e à tensão.
Figura 8.45 Estruturo "stripe-base” para transistores de alta frequência.
Na estrutura de base em tira, duas dimensões são críticas para o limite das frequências superiores. Estes são a largura da tira do emissor (We na Figura 8.45) e a largura da base Wb. Nos transistores da atualidade que operam até a região de microondas, a largura do emissor pode ser tão baixa quanto 1 Pm e a largura da base 0,1 Pm.
SCR SCR é a abreviação de Silicon Controlled RecTifier ou Retificador Controlador de Silício. O SCR é um dispositivo semicondutor de 4 camadas cuja estrutura, aparência e símbolo são mostrados pelo ASSTP logo abaixo. A (anodo)
A G (Gate)
G C ou K (catodo)
C SÍMBOLO
ESTRUTURA
A estrutura indicada se for decomposta, pode ser considerada como sendo dois transistores de dopagens diferentes, NPN e PNP, ligados de forma indicada no esquema que é mostrado abaixo: Anado A Gate G
PNP
NPN
Catodo C
Temos então o que se denomina de uma chave regenerativa. Levando-se em conta a analogia com os dois transistores, ficará fácil entender o princípio básico de funcionamento deste componente. Para esta finalidade vamos supor que entre o ânodo e o cátodo seja aplicada uma tensão de alimentação e em série com o componente uma carga. Nas condições indicadas nada acontece, pois o componente não conduz corrente alguma. Se, no entanto, aplicarmos um pulso positivo de curta duração à comporta (gate) do SCR, este será polarizado no sentido de saturar o transistor NPN que então conduz fortemente a corrente.
Ora, a corrente de coletor do transistor NPN é justamente a corrente de base do transistor PNP no sentido de saturá-lo. Temos, então, também a condução do transistor PNP fluindo uma forte corrente entre o ânodo e cátodo. Ao mesmo tempo, porém, flui uma corrente pelo coletor do transistor PNP e esta corrente é justamente a que polariza ou mantém polarizado o Transistor NPN, ou seja, ele realimenta o circuito. Para desligar o circuito é preciso interromper a corrente entre o ânodo e o cátodo e isso pode ser feito de duas maneiras: a) Desligando a alimentação por um período de tempo; b) Curto-Circuitando o ânodo com o cátodo. Veja que ao conduzir a corrente, o SCR comporta-se como um diodo, pois ela só pode fluir de seu ânodo para o cátodo. Isso significa que se usarmos o SCR em um circuito de corrente alternada, ele só conduzira metade do semiciclo. Dizemos, então, que se trata de um controle de meia onda. Correntes intensas da ordem de vários ampères podem ser conduzidas a partir de pulsos de disparos muito fracos. Para um tipo comum, como os SCRs da série 105 (TIC 106, MCR 106, C106, etc.) bastam aproximadamente 200 mA sob 1 Volts para disparar o componente que pode então conduzir correntes de até 3,2 ampères tipicamente ou até mais. Os SCRs podem então ser usados como dispositivos de controle de potência e até mesmo osciladores por estas características importantes deste tipo de componente. Tensão máxima é quando o SCR está desligado, ele fica praticamente submetido a tensão de alimentação do circuito. No caso da rede de energia isso significa o valor de pico. Assim, um SCR para a rede de 110V deve suportar pelo menos 200V e o dobro para a rede de 220V.
Corrente máxima é quanto o SCR pode conduzir quando está ligado, sendo este valor expresso em ampères. Não devemos aplicar pulso negativo na comporta do SCR quando ele estiver polarizado inversamente, ou seja, o ânodo negativo em relação ao cátodo, pois isso pode queimá-lo.
Teste do SCR.
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Posicione a chave do multímetro na escala X1. Faça o ajuste de Zero. Coloque a ponta de prova vermelha no catodo. Coloque a ponta de prova preta no anodo. O ponteiro deverá permanecer em repouso. Mantendo as pontas de prova fixas no Anodo e Catodo, arraste a ponta de prova preta lentamente sem retira-la do anodo até encostar no Gate, (chamamos isto de polarizar ) neste momento o ponteiro do multímetro deslocará. Volte a ponta de prova preta (do Gate) sem retira-la do Anodo, observe que o ponteiro do multímetro permanece estacionado marcando resistência. Isto indica que o SCR está bom.
ATENÇÃO: Ao testar o SCR as pontas de prova vermelha e a preta, não devem ser retiradas dos terminais Anodo e Catodo, caso contrário não é possível saber se o SCR está armando (bom). Catodo Anodo Gate
20
TIC 226
6
TIC 226
TIC 226
X10K X1K
TIC 226
X10 X1
C
G A Símbolos C
A
G
CIRCUITO INTEGRADO Na verdade não podemos tratar os Circuitos Integrados como sendo componentes semicondutores simples. Estes dispositivos são um conjunto de componentes ativos e passivos já interligados numa certa configuração, todos obtidos a partir do material semicondutor de uma pastilha de silício. Os dispositivos são fabricados num processo único, planejados de modo a se obter um circuito completo, parcial, ou mesmo um conjunto determinado de componentes com características iguais. Como o nome sugere, o Circuito Integrado é um componente formado por transistores comuns, FET’s, Diodos, Diodos Zener, resistores, etc. Na figura a baixo temos o aspecto real de alguns tipos de Circuito Integrado e seu símbolo mais comum.
Processo de fabricação
A ideia básica da elaboração de um circuito integrado é colocar em um pequeno chip (pastilha de silício), uma série de componentes interligados entre si, em uma configuração que permita realizar uma função específica. Circuitos Integrados Lineares
São Circuitos que normalmente exercem a função de amplificação e temporização, operando com tensões de uma determinada faixa de valores. Os tipos mais comuns desta família são os amplificadores operacionais e os comparadores de tensão cujo símbolo o ASSTP mostra logo abaixo: 1
14
2
13
3
3
12
1 S
4
11
5
10
6
9
2
7
4
8
Os amplificadores operacionais comuns são dispositivos de baixa potência e por isso não podem excitar
diretamente lâmpadas, autofalantes, etc., destinando-se à amplificação de sinais fracos. Existem amplificadores operacionais duplos e quádruplos. Tipos que fazem uso de transistores de efeitos de campos, como os CA3130, CA3140, TL080, TL 082, TL 084, etc. Esses amplificadores com FET’s se caracterizam por sua elevadíssima impedância de entrada e baixíssimo consumo de corrente. O segundo tipo de integrado dessa família é o TIMER e o representante mais conhecido é o 555, cujo diagrama e pinagem é mostrado pelo ASSTP logo abaixo: +
Descarga Limiar Disparo
7
8
Controle
4
555
6
3 Saída
2 1
Terr a
5
By-pass
REGULADORES DE TENSÕES. Uma família muito importante deste tipo de CI é os que têm por elemento os reguladores de tensões. Existem diversos tipos, destacando-se os comuns para referência como o: 723, que é apresentado em invólucro de 14 pinos como mostra a figura ao lado. Temos também os reguladores de 5 terminais eles já contem transistores em seu interior e fornecem tensões e correntes de acordo com as necessidades do circuito. Um exemplo de regulador de tensão é o STR 5412, largamente usado em fontes de alimentação de Televisores:
Reguladores de Tensão na placa mãe.
Circuito Integrado Digital Os circuitos Integrados Digitais formam famílias de características específicas e são projetados para trabalhar apenas com dois níveis lógicos, ou seja, 0V ou uma determinada tensão que representa o nível alto. Os integrantes de uma determinada família possuem determinadas características que permitem sua ligação uns com os outros de forma direta. Porém, para liga-lo aos circuitos externos é preciso usar elementos adicionais de interface.
Diversas são as famílias de Circuitos Integrados Digitais que podemos encontrar nos aparelhos eletrônicos, mas duas são as mais comuns para os montadores e Técnicos: A primeira delas é a família TTL (Transistor-Transistor Logic), que é também conhecida por 7400, 7406, 7474, 7490 etc., já que todos os integrados tem sua sigla começada por 74... o que se segue indica a função a qual ele ira executar no circuito. Como são centenas de elementos que formam esta família, existem manuais especiais que contêm suas características. O Técnico que trabalha com tais integrados devem obrigatoriamente possuir tal manual. A segunda família de Circuito Integrado Digital em importância é o dos CMOS, cuja integrante começam em sua maioria com o numero 40.
Os integrantes dessa família têm as mesmas funções dos TTL’s, mas suas características elétricas são totalmente diferentes. Os integrados da família CMOS podem ser alimentados com tensões entre 3 e 15V, o que é bem diferente dos TTL,s que tem tensões fixas. CMOS CMOS é uma tecnologia de construção de circuitos integrados. Esta tecnologia subdivide-se em PMOS (se for usado semicondutor do tipo P, isto é, com cargas positivas) e em NMOS (se for usado semicondutor do tipo N, isto é, com cargas negativas). Vários tipos de circuitos integrados são construídos usando esta tecnologia. PC CMOS é sinônimo da memória de configuração, pois esta memória é fabricada com a tecnologia CMOS. Na memória de configuração dados sobre a configuração de hardware do sistema são gravados, tais como o tipo do disco rígido e a ordem de boot. A memória de configuração (ou CMOS, como preferir) é uma memória do tipo RAM, significando que o seu conteúdo é apagado quando a sua alimentação é cortada. Para que isto não ocorra, ela é alimentada por uma bateria, que também alimenta o relógio de tempo real (RTC) do sistema. O conteúdo da memória de configuração é normalmente alterado através de um programa chamado setup.
CMOS EPROM Atualmente a memória de configuração está integrada no chipset da placa-mãe, em um circuito chamado ponte sul.
TESTE DO CI O uso do multímetro para testar o CI (circuito integrado), é com o objetivo de saber se o mesmo está em curto. O CI pode alterar seu circuito interno com o uso ou mesmo com alguma alteração de corrente elétrica, porém esta alteração dificilmente pode ser identificada pelo multímetro, ficando este teste com medidas de tensões e forma de ondas pelo o osciloscópio. Veja a maneira de fazer a contagem dos pinos do CI na figura a seguir:
1
14
2 3 4
8
Pino 1 do CI
TESTE DO CI NA PLACA. 1. Posicione a chave seletora na escala de X1 2. Coloque a ponta de prova vermelha no pino 1. 3. Coloque a ponta de prova preta nos outros terminais um a um verificando se o ponteiro desloca até ao zero. Caso isto aconteça é porque o CI está em curto. 4. Proceda com este roteiro com todos os pinos. Depois você deve colocar a ponta de prova vermelha no terminal 2 e repetir todo o roteiro.
Lembre-se que o aparelho deve estar desligado da tomada. ATENÇÃO. Ao testar pinos que o ponteiro não desloca, não significa que o CI está defeituoso, visto que este teste é só para saber se o CI está em curto.
CAPACITORES DE CERÂMICA, POLIÉSTER, PLATE, STYROFLEX Os capacitores são identificados, simbolicamente conforme é mostrado abaixo. Independentemente de seus tipos. Exceção feita aos capacitores variáveis, trimer e eletrolítico, que possuem símbolo próprio, os quais serão conhecidos em breve.
Os capacitores de cerâmica são utilizados em circuitos de alta frequência, até a faixa de UHF, sendo encontrados na faixa de 1Pf a 470.000 Pf (470 nf) com tensão de até alguns milhares de Volts. Os capacitores de poliéster são empregados em circuito de RF e áudio, para. Filtragens, sintonia, acoplamento, e desacoplamento de sinal de áudio e tensão. Os capacitores Plate são usados em circuitos de Rádio-freqüência, com o objetivo de acoplar e desacoplar freqüências. Os Capacitores Styroflex tem seu uso comum em circuitos osciladores de RF (Rádio freqüência).
Simbologia do capacitor poliéster, cerâmica, plate, styroflex.
Capacitores Alguns capacitores apresentam uma codificação que é um tanto estranha, mesmo para os técnicos experientes, e muito difícil de compreender para o técnico novato. Observemos o exemplo abaixo:
O valor do capacitor,"B", é de 3300 pF (picofarad = 10 -12 F) ou 3,3 nF (nanofarad = 10 -9 F) ou 0,0033 µF (microfarad = 10-6 F). No capacitor " A", devemos acrescentar mais 4 zeros após os dois primeiros algarismos. O valor do capacitor, que se lê 104, é de 100000 pF ou 100 nF ou 0,1µF. Capacitores usando letras em seus valores
O desenho acima, mostra capacitores que tem os seus valores, impressos em nanofarad (nF) = 10-9F. Quando aparece no capacitor uma letra "n" minúscula, como um dos tipos apresentados ao lado por exemplo: 3n3, significa que este capacitor é de 3,3nF. No exemplo, o "n" minúsculo é colocado ao meio dos números, apenas para economizar uma vírgula e evitar erro de interpretação de seu valor. Multiplicando-se 3,3 por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), teremos 0,000.000.003.3 F. Para se transformar este valor em microfarad, devemos dividir por 10-6 = ( 0,000.001 ), que será igual a 0,0033µF. Para voltarmos ao valor em nF, devemos pegar 0,000.000.003.3F e dividir por 10-9 = ( 0,000.000.001 ), o resultado é 3,3nF ou 3n3F.
Para transformar em picofarad, pegamos 0,000.000.003.3F e dividimos por 10 -12, resultando 3300pF. Alguns fabricantes fazem capacitores com formatos e valores impressos como os apresentados abaixo. O nosso exemplo, de 3300pF, é o primeiro da fila.
Note nos capacitores seguintes, envolvidos com um círculo azul, o aparecimento de uma letra maiúscula ao lado dos números. Esta letra refere-se a tolerância do capacitor, ou seja, o quanto que o capacitor pode variar de seu valor em uma temperatura padrão de 25° C. A letra "J" significa que este capacitor pode variar até ±5% de seu valor, a letra "K" = ±10% ou "M" = ±20%. Segue na tabela abaixo, os códigos de tolerâncias de capacitância.
Até 10pF ±0,1pF ±0,25pF ±0,5pF ±1,0pF
Código B C D F G
Acima de 10pF
±1% ±2%
H J K M S Z P
±3% ±5% ±10% ±20% -50% -20% +80% -20% ou +100% -20% +100% -0%
Agora, um pouco sobre coeficiente de temperatura "TC", que define a variação da capacitância dentro de uma determinada faixa de temperatura. O "TC" é normalmente expresso em % ou ppm/°C ( partes por milhão / °C ). É usado uma seqüência de letras ou letras e números para representar os coeficientes. Observe o desenho abaixo.
Os capacitores ao lado são de coeficiente de temperatura linear e definido, com alta estabilidade de capacitância e perdas mínimas, sendo recomendados para aplicação em circuitos ressonantes, filtros, compensação de temperatura e acoplamento e filtragem em circuitos de RF.
Na tabela aseguir estão mais alguns coeficientes de temperatura e as tolerâncias que são muito utilizadas por diversos fabricantes de capacitores.
Código NPO N075 N150 N220 N330 N470 N750 N1500 N2200 N3300 N4700 N5250 P100
Coeficiente de temperatura -0± 30ppm/°C -75± 30ppm/°C -150± 30ppm/°C -220± 60ppm/°C -330± 60ppm/°C -470± 60ppm/°C -750± 120ppm/°C -1500± 250ppm/°C -2200± 500ppm/°C -3300± 500ppm/°C -4700± 1000ppm/°C -5250± 1000ppm/°C +100± 30ppm/°C
Outra forma de representar coeficientes de temperatura é mostrado abaixo. É usada em capacitores que se caracterizam pela alta capacitância por unidade de volume (dimensões reduzidas) devido a alta constante dielétrica sendo recomendados para aplicação em desacoplamentos, acoplamentos e supressão de interferências em baixas tensões.
Os coeficientes são também representados exibindo seqüências de letras e números, como por exemplo: X7R, Y5F e Z5U. Para um capacitor Z5U, a faixa de operação é de +10°C que significa "Temperatura Mínima", seguido de +85°C que significa "Temperatura Máxima" e uma variação "Máxima de capacitância", dentro desses limites de temperatura, que não ultrapassa -56%, +22%.
Veja as três tabelas abaixo para compreender este exemplo e entender outros coeficientes. Temperatura Mínima
X Y Z
Temperatura Máxima
2 -55°C 4 -30°C 5 +10°C 6 7
+45°C +65°C +85°C +105°C +125°C
Variação Máxima de Capacitância A ±1.0% B ±1.5% C ±2.2% D ±3.3% E ±4.7% F ±7.5% P ±10% R ±15% S ±22% T -33%, +22% U -56%, +22%
V -82%, +22% Capacitores de Cerâmica Multicamada
Capacitores de Poliéster Metalizado usando código de cores A tabela abaixo, mostra como interpretar o código de cores dos capacitores abaixo. No capacitor "A", as 3 primeiras cores são, laranja, laranja e laranja, correspondem a 33000, equivalendo a 33 nF. A cor branca, logo adiante, é referente a ±10% de tolerância. E o vermelho, representa a tensão nominal, que é de 250 volts.
1ª 2ª 3ª 4ª 5ª Algarism Algarism N° de Tolerânci Tensão o o zeros a
PRETO MARROM VERMELH O LARANJA AMARELO
0 1
0 1
0
± 20% -
-
2
2
00
-
250V
3
3
000
-
-
4
4
0000 -
VERDE
5
5
AZUL VIOLETA CINZA BRANCO
6 7 8 9
6 7 8 9
0000 0 -
400V
-
-
± 10%
630V -
Os capacitores SMDs não vem com valores indicados. Só podemos saber através de um capacímetro. Veja abaixo:
Capacitores Para testar estes capacitores na placa devemos usar o multímetro na escala X10. O ponteiro do multímetro não
deve deslocar até o Zero, isto indica que o mesmo está em curto defeituoso.
Teste dos capacitores: (Poliéster – Plate – Styroflex)
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Posicione a chave seletora do multímetro nas escala X10K. Faça o ajuste de Zero. ATENÇÃO: Ao testarmos qualquer componente na escala de X10K, não podemos segurar com as mãos os terminais do componente, pois nosso corpo tem uma alta resistência ôhmica e o multímetro irá registrar, confundindo assim o teste do capacitor. Segure com as mãos apenas um dos terminais do capacitor. PEGUE UM CAPACITOR POLIÉSTER. Coloque as pontas de provas nos terminais do capacitor. Observe que ao encostar as pontas de prova nos terminais do capacitor o ponteiro do multímetro desloca e depois retorna para o estado de repouso. Troque as pontas de provas nos terminais do capacitor, o ponteiro irá deslocar e retornar para o
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estado de repouso. Isto indica que o capacitor está bom. OBS: esta oscilação do ponteiro do multímetro só ocorre quando testamos o capacitor Poliéster. 10nF
20
6
100pF
10nF X10K X1K X10 X1
Símbolo
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PEGUE UM CAPACITOR DE CERÂMICA. Mantenha a chave coletora do multímetro na escala de X10k. Siga o mesmo procedimento do teste do capacitor Poliéster. Se o ponteiro permanecer estático significa que o capacitor está bom. Este mesmo procedimento serve para os capacitores Plate e Styroflex.
DICA: Capacitor em curto (defeituoso) o ponteiro do multímetro desloca até o Zero e lá permanece. Capacitor com fuga (defeituoso) o ponteiro do multímetro desloca em qualquer ponto da escala permanecendo sem retornar para o estado de repouso. Pratique em sua aula testando vários capacitores e escreva quantos capacitores defeituosos foram encontrados: __________. DICAS: Capacitor em curto defeituoso: Em qualquer aparelho provoca a queima do funsível. Nas TVs e Monitores a imagem fica em preto e branco. Nos aparelhos de som o som fica baixo.
No Cd player o disco não gira. Capacitor com fuga: Nas TVs e Monitores a tela apresenta duas faixas escuras nas laterais, Nos aparelhos de som, o som fica baixo.
TRANSFORMADORES: Princípio de funcionamento
O funcionamento do transformador é explicado através da Lei de Faraday da Indução Eletromagnética (LFIEM), que nos diz que quando um circuito é atravessado por uma corrente variável é produzido um campo magnético, e quando um circuito é atravessado por um campo magnético variável é gerada uma corrente elétrica nesse circuito. O transformador básico é constituído de dois circuitos independentes, geralmente espiras de fio, sendo o primeiro circuito chamado de primário e o outro de secundário. O circuito primário é atravessado por uma corrente alternada (variável). Aí é gerado um campo magnético, que pode ou não ser variável, dependendo da forma como varia a corrente no circuito primário, mas, para que o transformador funcione, ele tem que ser variável. O circuito secundário é atravessado pelo campo magnético variável gerado no circuito primário, então é produzida no circuito secundário uma corrente, que tem a mesma forma da corrente que atravessa o circuito primário, mas com tensão alterada, para mais ou para menos, de acordo com um fator de proporcionalidade: a relação no número de espiras dos circuitos (N1/N2). A tensão no circuito 2 (tensão de saída) é igual a tensão no circuito 1 (tensão de entrada) multiplicado pela fração N2/N1, sendo N2 o
número de espiras do circuito 2 e N1 o número de espiras do circuito 1. Considerando um transformador constituído por um circuito primário de 100 espiras e um circuito secundário de 50 espiras, se o circuito primário for atravessado por uma tensão de 110 Volts, teremos no circuito secundário uma tensão de 55 Volts, porque a fração N2/N1 vale 0,5 (50/100). Se tivermos, pelo contrário 50 espiras no circuito primário e 100 espiras no circuito secundário e o circuito primário for atravessado pelos mesmos 110 Volts, teremos no circuito secundário 220 Volts, pois a fração N2/N1 agora vale 2,0 (100/50). Num transformador simples não se distinguem os circuitos primário e secundário. Chama-se primário o circuito que é atravessado pela corrente de entrada, e secundário aquele onde é gerada a corrente de saída. Dessa forma, um mesmo transformador pode tanto ser usado para aumentar quanto para diminuir a tensão de uma corrente, dependendo apenas da escolha do circuito primário e secundário. Se o circuito primário for o que tem menos espiras, a tensão será aumentada e a corrente diminuída. Se for o que tem mais espiras, ocorre o contrário: tensão diminui e corrente aumenta. Isso se toda a potência aplicada ao primário fosse induzida no secundário, o que na realidade não acontece porque acontecem perdas de energia durante o processo. Se o meio através do qual se dá a transferência do campo magnético das espiras do primário para o secundário for o ar, as perdas envolvidas serão elevadas. Para minimizar estas perdas são utilizados materiais ferrosos (ferromagnetites) que ajudam a transmitir o campo magnético. É esta a razão pela qual mesmo um pequeno transformador doméstico de 12V (como um carregador de celular) se revela tão pesado.
Mesmo nestes materiais ocorrem perdas, sendo as principais as perdas por histerese e as correntes de Foucault. Estas causam uma perda de cerca de 20% na tensão induzida no secundário. Na verdade a relação N1/N2 fica em torno de 80%, isto é, um primário de 100 espiras ligado a 110V só induz cerca de 45V no secundário de 50 espiras. Leia mais sobre as perdas em livros ou apostilas especializadas. Simbologia Alguns símbolos comumente utilizados em diagramas elétricos e eletrônicos
Transformador com dois enrolamentos e núcleo de ferro. Transformador com três enrolamentos. Os pontos mostram o início de cada enrolamento. Transformador abaixador (step-down) ou elevador (step-up). O símbolo mostra qual o enrolamento é maior (mais espiras) mas não necessariamente a relação entre eles. Transformador com blindagem eletrostática, que protege contra acoplamento eletrostático entre os enrolamentos.
TRANSFORMADOR TOROIDAL A transformação do toroidal representa, como nenhum outro tipo, o projeto ideal de como deve ser um transformador. No fato, Faraday projetou e winded o primeiro transformador em um núcleo toroidal. Os núcleos do toroidal que TORIVAC faz são construídos com a placa magnética de perdas muito baixas e a indução do saturação da descarga que tratou térmica reserva para alcançar valores do saturação de uniforme 16.000 Gaussian. No transformador toroidal, o fluxo magnético é uniformemente concentrado no núcleo e, devido à ausência de vibrações das ferrragens são eliminados. Também, enquanto o enrolamento é distribuído por toda a superfície do núcleo, desaparece praticamente o ruído causado pelo magnetismo e favorece a dissipação do calor. Estes detalhes reservam substancialmente para melhorar as características e os rendimentos do toroidal que transforma, com respeito aos convencionais
INDUTOR Um indutor é geralmente construído como uma bobina de material condutor, por exemplo, fio de cobre. Um núcleo de material ferromagnético aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras. Indutores podem ser construídos em circuitos integrados utilizando o mesmo processo que é usados em chips de computador. Nesses casos, normalmente o alumínio é utilizado como material condutor. Porém, é raro a construção de indutores em CI's; eles são volumosos em uma pequena escala, e praticamente restritos, sendo muito mais comum o uso de um circuito chamado "gyrator", que utiliza um capacitor comportando-se como se fosse um indutor. Pequenos indutores usados para freqüências muito altas são algumas vezes feitos com um fio passando através de um cilindro de ferrite.
Indutância Indutância é a característica física de um indutor. Energia A energia (medida em joules, no SI) armazenada num indutor é igual à quantidade de trabalho necessária para estabalecer o fluxo de corrente através do indutor e, conseqüentemente, o campo magnético. É dada por:
onde I é a corrente que circula pelo indutor. Em circuitos elétricos Um indutor resiste somente a mudanças de corrente. Um indutor ideal não oferece resistência para corrente direta, exceto quando a corrente é ligada e desligada, caso em que faz a mudança de modo mais gradual. Porém, todos os indutores do mundo real são construídos a partir de materiais com resistência elétrica finita, que se opõe até mesmo à corrente direta. No geral, a relação entre a variação da tensão de acordo com o tempo v(t) através de um indutor com indutância L e a variação da corrente de acordo com o tempo i(t) que passa por ele é descrita pela equação diferencial:
Quando uma corrente alternada (AC) senoidal flui por um indutor, uma voltagem alternada senoidal (ou força eletromotriz, Fem) é induzida. A amplitude da Fem está relacionada com a amplitude da corrente e com a freqüência da senóide pela seguinte equação:
onde ω é a freqüência angular da senóide definida em termos da freqüência f por:
A reatância indutiva é definida por:
onde XLé a reatância indutiva medida em OHMS (medida de resistencia), ω é a freqüência angular, f é a freqüência em Hertz, e L é a indutância. A reatância indutiva é o componente positivo imaginário da impedância. A impedância complexa de um indutor é dada por:
onde j é a unidade imaginária. Redes de indutores Cada indutor de uma configuração em paralelo possui a mesma diferença de potencial (voltagem) que os demais. Para encontrar a indutância equivalente total (Leq):
A corrente através de indutores em série permanece a mesma, mas a voltagem de cada indutor pode ser diferente. A soma das diferenças de potencial é igual à voltagem total. Para encontrar a indutância total:
Fator Q
O fator Q de um indutor pode ser encontrado através desta fórmula, onde R é a resistência elétrica interna:
Aplicações
Os indutores estão relacionados aos eletromagnetos em estrutura, mas são usados para um propósito diferente: armazenar energia em um campo magnético. Por sua habilidade de alterar sinais AC, os indutores são usados extensivamente em circuitos analógicos e processamento de sinais, incluindo recepções e transmissões de rádio. Como a reatância indutiva XL muda com a freqüência, um filtro eletrônico pode usar indutores em conjunto com capacitores e outros componentes para filtrar partes específicas da freqüência do espectro. Dois (ou mais) indutores acoplados formam um transformador, que é um componente fundamental de qualquer rede elétrica nacional. Um indutor é normalmente usado como saída de uma fonte chaveada de alimentação. O indutor é carregado para uma fração específica da freqüência de troca do regulador e descarregado pelo restante do ciclo. Esta relação de carrega/descarrega é o que reduz (ou impulsiona) a voltagem de entrada para seu novo nível.
TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
É uma máquina elétrica usada em corrente alternada. Transforma o valor da tensão, por exemplo, de 220 Volt para 24 Volt, ou vice-versa. Esta capacidade do transformador permitiu a grande expansão no transporte, distribuição e utilização da energia elétrica. e, juntamente com o motor de corrente alternada, mostrou o grande interesse da utilização da corrente alternada, numa época em que se confrontavam ideias sobre a melhor maneira de usar a energia elétrica, se sob a forma de corrente contínua ou sob a forma de corrente alternada. Os transformadores mais generalizados são o monofásico e o trifásico. No transformador monofásico existe um núcleo de ferro em torno do qual estão montadas duas bobines, uma para receber a tensão (o primário) e outra para fornecer a tensão (o secundário).
O transformador trifásico funciona de forma similar ao monofásico, mas tem três bobines no primário e três no
secundário. Nalguns casos, cada bobine do secundário está dividida em duas.
O transformador tem inúmeras aplicações e existem transformadores para muitas potências e tensões, conforme as aplicações. As aplicações mais importantes são no transporte e distribuição de energia elétrica, subindo os valores no início do transporte e diminuindo estes valores próximos dos utilizadores. Outras utilizações generalizadas são na maioria das aparelhagens domésticas e industriais, em que é preciso alterar o valor da tensão da rede de alimentação para adaptá-los aos valores a que o aparelho funciona. Utilizam-se também noutros casos, como, por exemplo, para alimentar o alto falante com o sinal proveniente do circuito de saída dum amplificador. TESTE DO TRANSFORMADOR Usando o multímetro para testar o transformador podemos localizar o primário e secundário e saber se o mesmo está rompido (queimado). PRIMÁRIO – Entrada de tensão alta 220V – 110V – 240V etc. SECUNDÁRIO – Saída de tensão 90V – 60V – 12V – 18V – 6V – etc. Vamos começar o teste com um transformador de pequena potência. Ex. Transformador de um rádio relógio ou rádio portátil, este tipo de transformador tem uma amperagem baixa: 250mA – 800mA – 500mA.
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• •
Para testar o transformador de baixa potência, posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. Faça o ajuste de Zero. Coloque uma das pontas de prova do multímetro em um dos fios do transformador (ponta do fio descascada) TRANSFORMADOR 20
1 6
2
X10K X1K
3
X10 X1
Símbolo ASSTP Valdisio
Este teste indica o primário do transformador, indicando resistência alta. •
Coloque as pontas de prova nos fios do outro lado do transformador conforme mostra a figura abaixo: 20
1 6
2
X10K X1K
3
X10 X1
Símbolo ASSTP Valdisio
Este teste indica que este lado do transformador é o secundário, resistência baixa. O teste o transformador de potência é feito na escala X1 e segue o mesmo roteiro acima.
Lembre: Primário do transformador resistência alta. Secundário do transformador resistência baixa. DICA: Transformador aberto (queimado) o ponteiro não desloca.
DIODOS Os Diodos semicondutores ou simplesmente diodos, são dispositivos formados basicamente por uma junção PN, podendo ser de germânio ou silício. Seu símbolo é mostrado abaixo. Catodo
Anodo
Diodo Retificador Normalmente são diodos de silício e sua finalidade é transformar a corrente alternada em corrente contínua nas fontes de alimentação. O tamanho e o formato dependem da corrente e tensão que eles irão suportar dentro do circuito ao qual farão parte. No esquema abaixo temos uma aplicação prática do diodo retificador em dois tipos de fonte.
No primeiro esquema, temos dois diodos retificadores fazendo uma retificação de onda completa e no segundo apenas um diodo fazendo o que se chama de retificação de meia onda. Na onda completa, os dois semiciclos da tensão alternada da rede são aproveitados, enquanto que no segundo esquema é aproveitado apenas um semiciclo. Quando usamos diodos neste tipo de aplicação (retificação de tensão), precisamos usar tipos que tenham uma tensão inversa maior do que a que vai aparecer em funcionamento, ou seja, o valor de pico da tensão alternada. Para um transformador de 12V, por exemplo, a tensão de pico é da ordem de 17V o que significa que o diodo deve suportar esta tensão. Classificam-se em função da corrente máxima que podem conduzir e retificar a tensão de pico que suportam, quando polarizado no sentido contrario. Os de série 1N4000 são os mais comuns suportando corrente de até 1A (ampère), elevando-se esta capacidade, à medida que seu número aumenta, como o ASSTP exemplifica abaixo: 1N4001. tensão máxima inversa 50 V 1N4002. tensão máxima inversa 100V 1N4003. tensão máxima inversa 200V 1N4004. tensão máxima inversa 400V 1N4005. tensão máxima inversa 600V 1N4006. tensão máxima inversa 800V 1N4007. tensão máxima inversa 1000V
É boa prática visando dar maior proteção ao diodo, a de se utilizar aquela cuja tensão inversa máxima, seja acima da tensão que normalmente lhe será aplicada. Diodos de uso geral (bloqueador e sinal) Estes diodos, normalmente de silício, mas que também podem ser de germânio em aplicações especiais, se caracterizam por operarem com correntes relativamente baixas.
Diodo SCHOTTKY
A passagem de uma região para outra não ocorre instantaneamente, especialmente quando se quer levar a corte um diodo que está saturado (de ON para OFF). O diodo Schottky é feito exatamente para contornar esse problema, permitindo uma rápida comutação além de ter menor voltagem.
Símbolo
Aspecto real dos diodos Schottky
TESTE DOS DIODOS Pegue
um diodo retificador. Posicione a chave seletora na escala de X1 ou X10. Coloque a ponta de prova vermelha no cátodo e a ponta de prova preta no ânodo. O ponteiro deslocará marcando uma resistência próxima ao número 10. Inverta as pontas de prova nos terminais do diodo, o ponteiro não deverá deslocar-se, significando que o mesmo está em perfeita forma de uso. OBS: ao inverter as pontas de prova, cabo preto no cátodo e vermelho no ânodo, se o ponteiro deslocar, significa que o mesmo está defeituoso. Diodo em curto = o ponteiro desloca até o Zero nos dois sentidos. Diodo aberto = o ponteiro não desloca em nenhum dos sentidos. Diodo com fuga = o ponteiro desloca no sentido inverso marcando certa resistência ôhmica. DIODOS 20
6
X10K X1K X10 X1
ASSTP Valdisio
Símbolos
Estes testes servem para todos os tipos de diodos.
DICAS: O diodo retificador quando entra em curto (fica defeituoso) 1. Provoca a queima do f usível, ou seja, você troca o fusível e ele queima novamente ao liga uma TV, monitor, computador, som, CD Player, impressora etc. Diodos de uso geral (bloqueador e sinal) quando está com defeito. 1. Impede o funci onamento do som, deixa as imagem das TV e monitores em preto e branco e faz baixa as tensões das fontes chaveadas. Diodo SCHOTTKY provoca o mesmo sintoma dos diodos retificadores. Diodo Zener Mantém entre seus terminais a tensão constante, funcionando como um regulador de tensão muito eficiente. Os diodos Zener são então especificados pela tensão que mantém em seus terminais, por exemplo: 3, 6, 9, 12, 18 Volts e também pela potência que nos diz qual é a corrente máxima que podemos controlar sem que ocorra a destruição do dispositivo.
Atenção: PARA TESTAR O DIODO ZENER primeiramente vamos usar o multímetro na escala X10.
* Coloque a ponta de prova preta no Anodo e a ponta de prova vermelha no Catodo. * O ponteiro deverá deslocar marcando certa resistência. * Troque as pontas de prova dos terminais do diodo. O ponteiro do multímetro deverá ficar imóvel. Isto significa que o diodo nesta escala está bom. Agora posicione a chave seletora na escala X10K * Coloque a ponta de prova preta no anodo e aponta de prova vermelha no catodo. * O ponteiro do multímetro deverá deslocar até o zero (0). * Troque as pontas de prova; cabo preto no catodo e vermelho no anodo. O ponteiro irá deslocar marcando certa resistência, se o diodo for de tensão abaixo de 12V. Di od os Z ener c om t ensões abai x o d e 12V o mul t í m t r o d ev er á mar c ar uma c er t a r esi st ênc i a na e i nv er são d as pont as d e pr ov a. I st o v ar i a c onf or me o v al or d e t ensão d e c ad a d i od o. DICA:
NOTA: O multímetro digital na faz com precisão os teste dos diodos, use somente o multímetro analógico para estes testes. O diodo Zener quando está alterado (defeituoso) 1. Provoca alteração nas imagens dos monitores e nas TVs. Nos equipamentos d e som, quando o diodo zener está alterado o so m fica baixo ou mesmo com distorção.
Assista os vídeos para ter um melhor aprendizado.
CHAVE liga desliga Tem como função no circuito bloquear ou permitir a passagem de tensão no momento de seu acionamento, desligando ou ligando respectivamente a chave. Vem impresso em seu corpo o valor de tensão e corrente suportada, como por exemplo: 220V / 30A, 110V / 25 A, etc. Em algumas chaves não se encontra o valor impresso, mas com o seu emprego sabe-se o seu valor. Abaixo temos um exemplo de chave liga -desliga e seu símbolo.
TESTE DAS CHAVES.
Pegue algumas chaves para testes
Pegue
um multímetro e posicione a chave seletora da escala de X1. Pegue uma chave, conforme mostra a ilustração abaixo. Uma das pontas de prova deverá ficar em um dos terminais enquanto que a outra ponta de prova será conectada em um dos outros pólos das extremidades. Acione a chave observando o ponteiro do multímetro. Ao acionar a chave o ponteiro deverá deslocar-se até o zero indicando a continuidade dos contatos interno da chave. Significando
que esta seção da chave está boa. Caso qualquer uma das seções da chave não houver a continuidade indicada pelo multímetro, a mesma estará danificada. Separe as chaves defeituosas. CHAVE
1
20
2
6
3 4 5 X10K X1K X10 X1
Símbolo ASSTP Valdisio
Medidas de tensões (escalas do multímetro): ESCALA DE TENSÃO DA CHAVE SELETORA Para se medir tensões, devemos posicionar a chave seletora do multímetro para a escala que correspondem às tensões que serão medidas veja a ilustração abaixo: Escala para medir tensões contínuas.
Escala para medir tensões alternadas.
Como você já sabe, as tensões alternadas são encontradas na rede elétrica. E dentro dos equipamentos eletrônicos estas tensões são encontradas antes dos diodos retificadores. Nas medidas das tensões alternadas não é necessário obedecer as polaridades, ou seja, + (positivo) e – (negativo). A ponta de prova preta e vermelha pode estar em qualquer um dos pólos da rede elétrica que não causará nem um dano ao multímetro. Atenção. Antes de medir qualquer tensão verifique cuidadosamente a posição da chave seletora, caso contrário poderá danificar o multímetro. Nas medidas das tensões contínuas é necessário obedecer a polaridade das pontas de prova, caso contrário poderá danificar a bobina do galvanômetro que sustenta o ponteiro do multímetro.
ESCALA DE TENSÃO DO VISOR A leitura das tensões alternada e contínua será feita nesta escala com os finais dos números, 250 – 50 – 10.
Agora você observa que na escala de tensão o 0 (zero) começa no início da escala, enquanto que na leitura de componentes o 0 (zero) é no final da escala.
Medindo tensão alternada de 110V.
• •
Posicione a chave seletora na escala de 250ACV. Ao colocar as pontas de prova nos pontos onde se encontra a tensão, o ponteiro do multímetro irá deslocar um ponto depois do número 100 do visor.
O ponteiro irá deslocar um ponto Depois do 100.
Chave seletora em 250 AVC
Veja que a leitura foi feita na escala do visor com o número de final 250, isto porque a chave seletora foi posicionada em 250 ACV
Medindo uma tensão alternada de 220V •
•
Posiciona a chave seletora do multímetro na escala de 250 ACV. Ao colocar as pontas de prova nos pontos onde se encontra a tensão, o ponteiro irá deslocar dois pontos depois do número 200.
O ponteiro irá deslocar dois pontos depois do número 200
Chave seletora em 250. AVC
Neste exemplo a leitura também é feita no visor com a escala com o número de final 250.
Medindo uma tensão alternada de 24V • •
Posicione a chave seletora na escala de 50 ACV. Ao colocar as pontas de prova nos pontos onde se encontra a tensão, o ponteiro irá deslocar e estacionar entre os números 20 e 30. O ponteiro irá deslocar e estacionar Entre os números 20 e 30 Chave seletora em 50 ACV
Você observa que ao mudar a chave seletora para posição de 50 ACV, a leitura deverá ser feita na escala do visor que no final tem o número 50
• FOTOTRANSISTOR: O fototransistor é mais um dispositivo que funciona baseado no fenômeno da fotocondutividade. Ele pode, ao mesmo tempo, detectar a incidência de luz e fornecer um ganho dentro de um único componente. Como o transistor convencional, o fototransistor é uma combinação de dois diodos de junção, porém, associado ao efeito transistor aparece o efeito fotoelétrico. Em geral, possui apenas dois terminais acessíveis, o coletor e o emissor, sendo a base incluída apenas para eventual polarização ou controle elétrico. Como nas outras células fotocondutivas, a incidência de luz (fótons) provoca o surgimento de buracos na vizinhança da junção base-coletor. Esta tensão conduzirá os buracos para o emissor, enquanto os elétrons passam do emissor para a base. Isso provocará um aumento da corrente de base, o que por conseqüência implicará numa variação da corrente de coletor beta vezes maior (lembrando que, para Ib sendo a corrente da base e Ic a do coletor, temos a relação Ic = beta Ib, onde beta é um valor fornecido pelo fabricante, variando para cada transistor), sendo essa variação proporcional à intensidade da luz incidente. Como a base está normalmente desconectada, a corrente que circula por ela dependerá apenas do fluxo luminoso incidente. Assim, na ausência de luz, a corrente de base será zero e o fototransistor estará cortado, resultando na tensão do coletor igual à tensão de polarização Vcc. Quando há luz incidindo, a tensão no coletor irá diminuir devido ao aumento da corrente.
O fototransistor possui diversas aplicações, sendo mais encontrado em aplicações on-off, onde a não linearidade do transistor não é um problema. A aplicação mais usual é a de um interruptor. Enquanto não há luz incidindo no fototransistor, não haverá uma corrente no emissor, e a tensão de saída será zero, estando ele em corte. Com a incidência de luz, teremos uma corrente no emissor, provocando uma tensão igual a IeRe. Podemos usar esse fotointerruptor junto à uma barra perfurada, para medição de movimentos lineares, ou junto à uma engrenagem, para medição angular. Tais como os transistores bipolares, os fototransistores estão sujeitos à variações de temperatura. Com o aumento da temperatura em torno de 8 a 10 graus celsius, a corrente Iceo (corrente que circula no componente enquanto não existe incidência de luz) dobrará. Para elevadas temperaturas, essa corrente terá um valor significativo em relação à corrente total. Entretanto, utilizando dois fototransistores, podemos compensar esse erro. Para isso, basta uni-los como na figura, fazendo com que essa corrente Iceo em ambos possua os mesmos valores, cancelando uma à outra. Assim, a corrente fornecida pela incidência da luz passará inteiramente pelo resistor Rl. Os fototransistores são dispositivos sensíveis a luz. A base do fototransistor é sensível a luz, quando há presença da mesma o transistor conduz, entretanto quando não há presença de luminosidade, o transistor fica cortado. Abaixo foi representado uma situação onde a presença de luz (LED) liga ou desliga o circuito acoplado ao receptor (fototransistor). Quando um facho de luz é apontado para o receptor, este conduz, logo a saída estará em nível lógico "0". NO entanto, quando não há presença de luz, o receptor não está conduzindo, logo a saída estará em nível lógico "1".
Constituição do Fotodiodo e Aplic ações: O fotodiodo é um diodo de junção construído de forma especial, de modo a possibilitar a utilização da luz como fator determinante no controle da corrente elétrica. Pode ser aplicado no foco automático de filmadoras, na unidade ótica do CD Player e em sistema contador de pulso. Fotodiodo P N Como nos fotocondutores, detectores de fotodiodos fazem uso dos portadores fotogerados. Um fotodiodo é uma junção p-n cuja corrente reversa aumenta quando absorve fótons. Embora os fotodiodos p-n ou p-i- n tenham como característica de serem rápidos, não apresentam no entanto ganho. Seja uma junção reversamente polarizada sob iluminação, fótons são absorvidos por toda parte com um coeficiente de absorção a. Sempre quando um fóton é absorvido, um par elétron lacuna é gerado. Porém somente quando um campo elétrico está presente é que podem esses portadores serem transportados para uma direção particular. Como a junção p-n pode somente ter um campo elétrico na região de depleção, é nesta região que é desejável a geração de pares foto portadores. Sensor Crepusc ular(aplicação do fotodiodo) Nos sistemas de iluminação publica é importante saber em que altura é que está suficientemente escuro, para ativar as luzes. Este controle não pode ser efetuado de forma eficaz utilizando temporizadores, uma vez que em dias de chuva ou nevoeiro intenso pode ser necessário ativar o sistema de iluminação por razões de segurança. Além disso o horário do próprio nascer e por do Sol não é constante, muda todos os dias. Pelas razões apontadas, a solução que reúne maior consenso é aquela que utiliza
sensores de luz ambiente também conhecidos como crepusculares. O S7183 é um fotodiodo com amplificador orientado para aplicações de detecção crepuscular. Até agora, muitas das soluções passavam pela utilização de foto resistências, células de CdS e fototransistores, contudo a pouca uniformidade, a não linearidade e o fato de que o Cd é um elemento altamente poluídor desviaram a atenção para a utilização de fotodiodos, cujo principal inconveniente era a da aplicação de um amplificador de sinal. Com este novo fotodiodo, com amplificador já incorporado, permite ultrapassar o inconveniente com simplicidade e alta performance em termos de sensibilidade e linearidade, mantendo sempre um preço competitivo.
APLICAÇÃO DO TRANSISTOR (Acopladores Óticos) Os Acopladores Ópticos são componentes muito simples, porém de grande importância para a eletrônica. Estes componentes são capazes de isolar com total segurança dois circuitos eletrônicos, mantendo uma comunicação ou controle entre ambos. O isolamento é garantido porque não há contato elétrico, somente um sinal luminoso. O seu funcionamento é simples: há um emissor de luz (geralmente um LED) e um receptor ( fótotransistor ) . Quando o LED está aceso, o fototransistor responde entrando em condução. Com o LED apagado o fototransistor entra em corte. Sabendo que podemos alterar a luminosidade do LED, obtemos assim diferentes níveis na saída. Podemos também controlar o fototransistor através de sua base, como se fosse um transistor normal. Os Acopladores Ópticos possuem diversas vantagens sobre outros tipos de acopladores: alta velocidade de
comutação, nenhuma parte mecânica, baixo consumo e isolamento total. Veja um circuito usando o foto-transistor:
Foto-transis tor SFH 3100 F A Siemens fabrica uma diversidade de foto-transistores através da "Siemens Semiconductor Group" que no dia 1 de abril de 1999 se tornou legalmente uma subsidiária da Siemens com o nome de "Infineon Technologies" que já uma das líderes mundiais no desenvolvimento de semicondutores discretos. O foto-transistor SFH 3100 F é fabricado pela Infineon Technologies, é especialmente desenvolvido para aplicações na faixa de comprimento de onda de 840 nm a 1080 nm, sendo a maior parte da faixa infravermelho.
FOTO - TRANSISTORES RESUMO: O princípio de funcionamento dos foto- transistores é o mesmo dos foto- diodos : a incidência de luz ou infravermelho nas junções, libera portadores de carga, criando assim uma corrente cuja intensidade depende também da luz ou radiação incidente. Se a corrente liberada for de base de um transistor, teremos como efeito adicional a amplificação pois a corrente total de coletor será multiplicada pelo ganho do componente. Desta forma, os foto-transistores além de serem mais sensíveis que os fotos diodos podem, pela polarização de sua base, Ter este fator controlado externamente. Logo abaixo temos o símbolo de um foto-transistor. Nas aplicações normais, os foto-transistores são usados com a base livre (NC). A corrente que circula entre o coletor e o emissor que depende da luz é então aproveitada para controle do circuito externo.
Simbologia
TESTE DO FOTO TRANSISTOR • •
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Pegue um foto transistor. Posicione a chave seletora do multímetro na escala de X1K. Coloque as pontas de prova nos terminais do foto transistor. Aponte o foto transistor para uma luz (luz solar, lâmpada ou lanterna), verifique se o ponteiro do
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multímetro desloca, caso contrário inverta as pontas de prova. Ao penetrar a luz no foto transistor ele irá permitir a passagem de corrente elétrica entre coletor e emissor.
RELÉ O Relé pode ser usado por correntes acima do seu limite de operação. Os relés de proteção são utilizados/instalados tipicamente em painéis de média tensão, painéis de proteção e controle em SEs (subestações) e etc. As SEs (subestações) podem ser de transmissão ou distribuição de energia. Um relé é um electroíman solidário com um jogo de contactos de abertura e/ou fecho. Este componente permite ligar ou desligar circuitos quando o valor da corrente que passa na bobina do
electroíman ultrapassa um certo valor crítico. Como a bobina tem uma determinada resistência podemos pensar em termos de tensão aplicada em vez de pensarmos em corrente. Pode observar-se o contacto móvel actuado pelo electroíman, que permite ligar e desligar um circuito em que o relé esteja inserido. Quando o contacto liga ou desliga a interrupção de corrente não é bem definida como se poderia esperar. O par de contactos quando actua gera transitoriamente não um mas uma série de impulsos. Este fenómeno chamado na literatura inglesa "bounce" tem muita importância em circuitos digitais pois em circuitos com contactos mecânicos origina vários impulsos quando se espera só um. O resultado pode ser surpreendente por exemplo em circuitos contadores de impulsos que contam mais do que o previsto.
Relé Anun ciador RCS 11/12 APLICAÇÃO: O Relé de Comando e Sinalização RCS 11 é geralmente usado para a sinalização ou indicação de defeitos ou para a supervisão permanente de aparelhos e equipamentos. Devido às suas pequenas dimensões, vários relés podem ser agrupados para formar conjuntos, de modo que são adequados para a montagem em quadros de supervisão, controle e comando ou em Painéis e Mesas de Comando. Controle Remoto Infra-vermelho O projeto é de um controle remoto infra-vermelho de um canal que pode ser usado também como sensor de um alarme de passagem. o ponto interessante deste projeto de alarme, que utiliza um feixe de luz modulado, é a utilização apenas de transistores. O transmissor consiste num astável, cuja frequência depende dos capacitores usados (100 nF) e é ajustada numa certa faixa de valores pelo trimpot de 1 K.
O LED pode ser de qualquer tipo infravermelho e a potência depende das características deste componente e do eventual uso de recursos ópticos, como, por exemplo, uma lente. O receptor usa um fototransistor comum e três transistores amplificadores. o último transistor excita um relé que controla a carga externa. Também é importante no receptor prever o uso de recursos ópticos para melhorar o alcance e para rejeitar eventuais fontes de luz moduladas no ambiente. O uso do CI LM393 na entrada pode filtrar as demais fontes de luz, mas, nesse caso o circuito de amplificação com transistores poderia ser substituído por um CI. O relé usado é o MC2RC2 ou MCH2RC2, porém qualquer equivalente de 50 mA de corrente de acionamento de bobina, ou menos, pode ser usado. Na figura 1 temos o transmissor e na figura 2, o receptor.
RELÉ (RESUMO) O relê é um tipo de chave formada por lâminas (duas ou mais) acionadas pelo campo magnético de uma bobina próxima. São usados para ligar ou desligar circuitos de potência mais alta a partir de uma tensão e corrente baixa. O relê possui internamente uma bobina acionada por uma tensão baixa (6 a 24 V) e as lâminas formando a chave. A chave é acionada pelo campo magnético da bobina.
Como fun ciona cio na o Relé Relé Mecâ Mecânic nico o?
Existem diversas formas de gerenciar um Motor CC através de Relés, utilizando combinações dos contatos normalmente aberto e/ou normalmente fechado para ligar, desligar e inverter a polaridade do motor. A eficiência desse tipo de sistema é baseado unicamente na qualidade dos contatos e na construção mecânica do relé, tornando esse sistema obsoleto e de alto custo. Por mais qualidade que houver nos dispositivos, o sistema de contatos mecânicos é pouco compatível com os sistemas microcontrolados, devido a alta corrente exigida pelas bobinas, geração de ruídos eletromagnéticos pelo indutor e pela manobra dos mecanismos. Por último, lembramos que a vida útil dos contatos dos relés é limitada em operações aonde a alta corrente de partida dos motores desgastam as pastilhas e o centelhamento devido a carga indutiva causa carbonização severa em cada operação de abertura dos contatos. TESTE DO RELÉ.
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Posicione a chave seletora na escala X10. Localize os terminais da bobina. Coloque as pontas de prova nos terminais da bobina, o ponteiro deverá deslocar marcando uma certa resistência indicando que a mesma está boa.
Veja na aula prática no no curso online curso online como fazer o teste dos contatos ligando o rele numa fonte de alimentação. Anote a dica ela é muito importante quando você for fazer consertos.
LED SMD
Hoje, os LED´s assumem os mais variados formatos e tamanhos , inclusive os da categoria SMD - surface mount device , com tamanhos "super reduzidos" ideais para serem instalados em painéis de produtos como vídeo cassete , DVD , câmeras de vídeo , maquinas fotográficas , etc.
TESTE DO LED SMD •
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Posicione a chave seletora do multímetro na escala X1. Coloque as pontas de prova do multímetro nos terminais do LED SMD. Caso o LED não acender troque as pontas de prova dos terminais do LED. O LED deve acender indicando que o mesmo está bom. Se o LED SMD não acender em nenhuma das colocações das pontas de prova em seu terminal, significa que o mesmo está aberto (queimado, defeituoso).
OBS. O LED tem sua polaridade, ou seja, Positivo e Negativo, esta é a razão dele acender só em uma das posições das pontas de prova.
Fazendo a identificação dos nomes dos componentes (tipo SMD) na placa. Veja logo abaixo fotos com as indicações dos componentes SMDs.
Aqui você estão dois tipos de capacitores eletrolíticos e no endereço deles começa com a letra C.
Este componente é uma bobina, começando com a letra B.
Todo o componente que seu endereço começar com a letra R é um resistor.
Os transistores começam com a letra Q.
Os circuitos integrados põem começar com a letra U ou CI a casos que o circuito integrado vem apenas com a letra I.
MEDINDO TENSÃO CONTÍNUA DE 110V • •
Posicione a chave seletora na escala 250 DCV. Coloque a ponta de prova preta no negativo e a ponta de prova vermelha no positivo onde será medida a tensão de 110 DCV. O ponteiro deverá deslocar e estacionar um ponto depois do número 100.
O ponteiro deverá estacionar um ponto depois do 100.
Posicione a chave seletora em 250DCV.Observação importante:
As leituras das tensões serão lidas na mesma numeração da escala do visor que foram lidas as tensões alternadas, a diferença é que os décimos são lidos na parte de cima da escala veja:
MEDINDO TENSÃO CONTÍNUA DE 6V • •
Posicione a chave seletora na escala de 10DCV Coloque a ponta de prova preta no negativo e a ponta de prova vermelha no positivo onde será medida a tensão de 6 DCV. O ponteiro deverá deslocar e estacionar em cima do número 6.
O ponteiro deverá estacionar em cima do número 6.
A chave seletora deverá ficar em 10 DCV
A gora a leitura é feita na escala do visor que tem no final o número 10.
FOTOACOPLADORES Fotoacoplador , também chamado de acoplador ótico, optoacoplador ou optoisolador, é um componente formado basicamente por um LED e um fototransístor dentro de um CI com a função de transferir uma informação elétrica entre dois circuitos através de luz, ou seja, sem contato elétrico entre eles. Abaixo vemos o símbolo e alguns tipos de fotoacopladores:
Funcionamento - Aplicando uma tensão nos pinos do LED, este acende e a luz polariza a base do fototransístor interno. Desta forma, o fototransístor conduz e faz a corrente circular por outro circuito isolado eletricamente. Estes componentes são usados como sensores em alarmes, aparelhos de som, vídeocassetes, eletrônica industrial e em fontes chaveadas são usados para ajudar a regular as tensões de saída (+B). Existem vários tipos de fotoacopladores, alguns com dois LEDs e dois fototransístores (duplo), outros ainda mais complexos, contendo muitos componentes no interior do CI. Abaixo vemos alguns tipos de fotoacopladores complexos:
Teste do fotoacoplador. • • •
Posicione a chave seletora na escala X10. Use duas pilhas para alimentar o fotoacoplador. Coloque as pontas de prova em dois terminais do foto, conforme você vê na figura abaixo.
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Ao ligar as pilhas no foto o ponteiro deverá registrar um resistência ôhmica.
Veja mais detalhes na aula prática no vídeo e escreva as dicas:
FAZENDO A IDENTIFICAÇÃO DOS COMPONENTES ATRAVÉS DA SIMBOLOGIA NO ESQUEMA. Esquema elétrico Nos esquemas elétricos você encontra apenas as simbologias interligadas entre si compondo um circuito. A posição dos componentes no esquema é totalmente diferente com a do aparelho, porém suas ligações são iguais. Com a prática você vai acostumar e entender as ligações, mas o que você precisar saber com segurança é identificar e conhecer todos os componentes através da
simbologia, caso contrário terá dificuldade para executar consertos. Existem nos esquemas alguns macetes importantes como: cruzamento de linhas, ligações de linhas, linha +B, linha –B, linha de sinal, linha de pulso e terra (negativo). Isto vale para qualquer tipo de aparelho eletrônico. A interpretação do esquema é de suma importância nos consertos, visto que muitas das soluções são encontradas através da análise de esquema. Nas etapas do curso você terá aulas práticas de análise de esquema correspondente ao seu estudo. Por enquanto abordaremos a interpretação dos esquemas que é um padrão para qualquer marca e modelo de aparelho. Veja os componentes e suas simbologias.
Ponte retificadora
Circuito Integrado
TRANSISTOR
Resistor
Capacitor eletrolítico
É muito importante você memorizar as simbologias dos componentes, pois na hora da manutenção é preciso você identificar a peça no esquema para conferir sua referência e tensão de trabalho. Um bom exemplo é quando um resistor está carbonizado sem qualquer possibilidade de identificar as cores. Então através do esquema você localiza o resistor e ver o seu valor.
Transformador de pulsos
IDENTIFICANDO O PERCURSO DA LINHA +B. A linha +B no esquema e onde a tensão positiva percorre no circuito para alimentar os componentes. A tensão da linha +B pode variar de acordo com cada marca e modelo de aparelho. Um exemplo prático é: linha +B de 110V, linha +B de 12V etc. Veja no esquema logo a seguir a linha B+ de 300V e a linha +B 103V.
Linha +B de 300V. Esta tensão sai dos catodos dos diodos e vai até ao transformador de pulso. LINHA + B 103
Linha +B de 103V. Esta tensão sai do transformador de pulsos, é retificada por um diodo, passando por uma bobina a ao positivo de um capacitor eletrolítico.
CONSTRUINDO UM CIRCUITO DE CONTINUIDADE (ÓTIMO PARA TESTAR TRILHAS). Teste de continuidade O teste de continuidade se dá em todos os consertos nos equipamentos eletrônico. Este teste é feito nas trilhas, bobinas, jamper, chaves, fusíveis e fios. Na verdade é comum resolver uma boa parte dos problemas (defeitos) quando se usa o teste de continuidade. Com ele podemos encontrar trilha rompida, fio, fusível, jamper e bobina. Para fazer o teste de continuidade você pode usar o multímetro analógico o multímetro digital ou o circuito de continuidade. O circuito de continuidade é simples de montar e muito eficaz no teste, por sinal é de maior confiança. Logo abaixo é mostrado o esquema do circuito de continuidade: Com este simples circuito você pode até testar diodo no local com segurança
TESTE DO DIODO RETIFICADOR SMD
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Posicione a chave seletora do multímetro na escala X1. Coloque a ponta de prova vermelha no catodo. Coloque a ponta de prova preta no anodo.
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O ponteiro do multímetro deverá deslocar marcando uma resistência ôhmica Troque a pontas de prova. Vermelha no anodo e preta no catodo. O ponteiro do multímetro não deverá deslocar, indicando que o diodo está bom.
Dica: Se o ponteiro do multímetro deslocar até ao Zero, significa que o diodo está com defeito (em curto).
FAZENDO LIMPEZA NA PLACA Após substituir componente e finalizando o conserto, é muito importante você fazer uma boa limpeza na placa. Use o tiner de limpeza ele é ótimo para dar aquele acabamento no seu trabalho. Use um pequeno pincel ou mesmo uma escova dental. Com a escova ou pincel espalhe o tiner por toda placa, esfregando de maneira a tirar toda impureza, ao secar você vai observar que as soldas que você fez vão parecer com as da fábrica.
FERRO DE SOLDA É o aparelho que fornece calor necessário para soldar os terminais e fios. O ferro de solda ou soldador é composto basicamente de três elementos:
Ferro de solda simples.
Ferro de solda especial
1) Cabo : que permite o manuseio do soldador. Deve ter boa isolação térmica. 2) Resistência interna: a passagem de corrente elétrica faz com a mesma se aquece. Com o tempo, devido aos aquecimentos e resfriamentos sucessivos, a mesma pode romper. Isso é facilmente percebido, pois a ponta não irá aquecer. Para sanar esse problema, basta substituí-la por uma nova. 3) Ponta de soldar: é feita de cobre com um tratamento térmico para se evitar oxidação. Porem após certo tempo de uso, uma camada de oxido é formada na superfície da mesma. Isso pode ser percebido pois a solda não adere facilmente ao terminal ou fio a ser soldado. Quando isso ocorrer, polir a ponta com uma lima bem fina e estanhá-la novamente. Quando essa camada de oxido for muito grande a ponta deve ser substituída. Importante: A resistência interna e os fios de ligação devem estar bem isolados eletricamente da
ponta metálica do ferro. Pois do contrario, pode-se criar um contato elétrico entre a ponta e o circuito impresso, danificando o mesmo ou algum componente. TIPOS DE SOLDADOR Existem no mercado 3 tipos de soldador: 1) Tipo reto ou tipo “lápis”. 2) Tipo reto com regulador de temperatura. 3) Tipo revolver. A escolha do soldador deve ser se r feita de acordo com a potencia que se deseja trabalhar. Existem três faixas de potencia: 1) Baixa potência: potências menores do que 30 w. 2) Media potência: potência entre 30 60 w. 3) Alta potência: potências maiores de 60 w. Para circuitos eletrônicos utilizamos potências de ordem de 30 w ou mesmo de 40 w.
ESTAÇÃO DE SOLDA
Estação de so sold lda a analógi analógica. ca. para trabalhos trabalho s em SMD SMD
Estação de so solda lda
Ac esss ó r i o s p ar Aces ara a um u m b o m t r ab abal alh h o em s o l d ag agem em:: Absorvedor de fumaça fumaç a Ferros de soldar Alicates Fitas dessoldadoras Alinhadores e performadores de C.I.s Lupas
Panos e dedeiras anti-estáticas Dispensers Pinças Estações de solda e dessolda Pulseiras anti-estáticas Sopradores térmicos Estações de retrabalhos para SMD
TÉCNICAS DE SOLDAGEM Numa boa soldagem os pontos a serem soldados precisam ser aquecidos à temperatura de fusão da solda. Isso quer dizer que a solda enquanto está sendo aplicada deve derreter-se, não somente em contato com o ferro de solda, mas também em contato com terminais das peças a serem soldadas. Seqüência Se qüência d e trabalho 1) Coloque o ferro de solda em contato direto com todos os terminais a serem soldados, inclusive as trilhas (quando se tratar de solda em circuito impresso). 2) Antes de iniciar a soldagem, derreta um pouco de solda nos terminais a serem soldados, para facilitar a transmissão de calor. 3) Durante a soldagem, encoste a ponta do fio de solda nas peças e não na ponta do ferro. 4) Quando se tratar de componentes sensíveis ao calor (transistores, diodos, circuito integrados, etc.) utilize um alicate ou uma pinça entre o ponto de soldagem e o corpo do componente.
COMPONENTES QUE PODEM SER IDENTIFICADOS RAPIDAMENTE RAPIDA MENTE QUANDO DEFEIT DEFEITUOSOS. UOSOS. Capacitor de cerâmica, poliéster eletrolítico, plate e styroflex. Transistores. Diodos. Resistores. Circuitos integrados. Transformador e bobina.
FERRAMENTA QUE SERÁ USADA:
Multímetro analógico. Escala para os testes X1 e X10 X1K.
Aparelhos eletrônicos que podem ser usados estas es tas técnicas.
Todos.
At ençç ão Aten ão o o aparelho a ser testado deve está desligado da tomada para evitar choques elétricos e danos no multímetro. Lembrete – não é necess necessário ário retirar retir ar o co mpon mponente ente da placa para p ara fazer fazer o teste. 1) Capacitor de cerâmica, poliéster, eletrolítico, plate e styroflex.
Este é um teste para saber se o capacitor está em curto (defeituoso) 1. Posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. 2. Localize os terminais do capacitor a ser testado por baixo da placa. 3. Coloque as pontas de prova do multímetro nos terminais do capacitor, não importa a polaridade dos cabos, depois inverta as pontas de prova (onde estava a ponta de prova preta coloque agora a ponta de prova vermelha e no lugar da vermelha coloque a ponta de prova preta). Capacitor em curto – o ponteiro do multímetro deslocará até o zero nas duas inversões das pontas de prova. Observação : ao testar o capacitor eletrolítico na placa quando ele não está em curto (capacitor eletrolítico bom), você vai observar que o ponteiro do multímetro desloca e retorna um pouco, marcando um certo valor ôhmico, isto conforme o seu valor. Faça o teste e observe que o ponteiro retorna mais em uma das inversões.
Se por acaso ao testar os capacitores; cerâmica, poliéster, plate e styroflex, o ponteiro deslocar e estacionar em qualquer ponto da escala e começar e retornar é porque existe algum capacitor eletrolítico ligado na mesma trilha do capacitor que está sendo testado. Isto não indica que o capacitor em teste está com defeito. Importante – ao testar qualquer capacitor na placa e o ponteiro do multímetro deslocar até o zero indicando que o mesmo está em curto, verifique em primeiro lugar antes de retira-lo se o capacitor está ligado através das trilhas a uma bobina o mesmo resistor em paralelo de valor abaixo de 10R. Veja exemplo abaixo:
5R
Na verdade ao testar o capacitor você estará testando o resistor ou bobina os quais indicarão praticamente zero (0) ohms na escala X10. RESUMO – ao testar os capacitores na placa o ponteiro não deverá indicar zero ohms (curto). 2) TRANSISTORES Este é um teste para saber se o transistor está em curto ou aberto. Posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. Localize os terminais do transistor no outro lado da placa. Na placa sempre vem indicando o terminal da base, é claro que em alguns equipamentos a placa está totalmente sem numeração, mas também não é problema porque mostraremos a técnica fácil de você identificar a base. Vamos começar pelo meio mais fácil, verificando pela letra B (base) que está impresso ao lado de um dos terminais do transistor na placa.
Coloque a ponta de prova preta na base. Coloque a ponta de prova vermelha nos outros dois terminais um a um. O ponteiro deverá deslocar aproximadamente entre o número 10 e 5 do visor, isto se o mesmo for NPN. Se o ponteiro não deslocar marcando estes valores entre 10 e 5, inverta as pontas de prova, vermelho na base
e o preto nos outros dois terminais um a um. Então o ponteiro do multímetro deverá marcar valor entre 10 e 5, indicando que o mesmo é PNP.
Observação: ao testar um transistor e indicar que o mesmo é um PNP ou NPN, você vai notar que em alguns casos o ponteiro marca um certo valor alto ao inverter as pontas de prova, ou seja, o ponteiro desloca um pouco, isto é comum devido outro componente que está ligado à mesma trilha do transistor.
Muito bem, este é um teste que indica que o transistor está bom. Agora vejamos como fazer o teste rapidamente para saber se o mesmo está em curto ou aberto:
transistor em curto.
Multímetro na escala X10. Coloque qualquer ponta de prova em um dos terminais do transistor. A outra ponta de prova coloque em um dos outros dois terminais. Se o ponteiro deslocar até o zero, significa que o mesmo está em curto (defeituoso).
Uma dica rapidinha – se a intenção é localizar transistor em curto, não se preocupe em saber onde se encontra a base, coloque as pontas de prova do multímetro, uma em cada terminal e vá invertendo observando se o ponteiro desloca até o zero, acontecendo isto o mesmo está em curto (defeituoso).
transistor aberto. Multímetro na escala X10. Coloque a ponta de prova preta no terminal da base. Coloque a ponta de prova vermelha nos outros dois terminais um a um. Se o ponteiro do multímetro não deslocar marcando um valor entre 10 e 5, inverta as pontas de prova, vermelha na base e a ponta de prova preta nos outros dois terminais um a um. Se, mesmo assim o ponteiro não marcar valor entre 10 e 5, o transistor está aberto. Atenção. Você observar que o ponteiro do multímetro sempre desloca marcando qualquer valor ao testar o mesmo na placa, porém isto não significa que o mesmo está bom.
Observação: o transistor só indica que está bom quando o ponteiro do multímetro desloca marcando um valor entre 10 e 5 quando uma das pontas está fixa na base e a outra é conectada nos outros dois terminais um a um marcando o mesmo valor. Veja a aula prática de teste do transistor no nosso site.
3)DIODOS Este é um teste para saber se os diodos estão em curtos ou abertos.
a) Multímetro na escala de X10. b) Localize por baixo da placa os terminais do diodo que será testado. Coloque a ponta de prova vermelha no catodo do diodo e aponta de prova preta no anodo. Na placa
você vai encontrar junto ao diodo a sua simbologia. Catodo. c) O ponteiro do multímetro deverá marcar uma resistência entre 10 e 5. d) Inverta as pontas de prova, a ponta de prova vermelha no anodo e a ponta de prova preta no catodo. O ponteiro do multímetro não deverá marcar o mesmo valor, você vai observar que ao testar alguns diodos no sentido inverso (cabo preto no catodo e cabo vermelho no anodo), o ponteiro desloca marcando um certo valor ôhmico, isto não indica que o diodo está com defeito, o valor da resistência que está marcando é porque o multímetro está detectando outras peças que estão ligadas na mesma trilha do diodo. e) Ao testar o diodo em qualquer sentido e o ponteiro do multímetro deslocar até o zero, significa que o mesmo está em curto. Nota: este teste serve para qualquer tipo de diodo.
4)RESISTORES. Este é um teste para saber se os resis tores estão alterados ou abertos.
Vamos fazer estes testes por partes. Começaremos com os resistores que tem o terceiro anel de cor: Prata, dourado, preto e marrom.
Verificando resistor aberto: a) Multímetro escala X1. b) Coloque as pontas de prova nos terminais do resistor que o terceiro anel vem com uma destas cores citadas acima (o resistor não tem polaridade). c) Se o resistor estiver aberto o ponteiro não desloca.
verificando resistor alterado:
Continuando o teste dos resistores na escala X1 com o terceiro anel de cor prata, dourado, preto e marrom. Coloque as pontas de prova nos terminais do resistor.
Resistor com o terceiro anel de cor, prata ou dourado: O ponteiro deverá chegar ao 0(zero) ou bem próximo, caso contrário o mesmo está alterado. Resistor com o terceiro anel de cor preta: O ponteiro deverá estacionar no número da escala do visor que corresponda o mesmo número do código de cores do primeiro e segundo anel, ex. vermelho e preto, os dois primeiros anéis juntos correspondem o número 20, então o ponteiro deverá estacionar no número 20 do visor do multímetro. Caso o ponteiro do multímetro estacionar no número 40, 50 ou 100 o mesmo está alterado (defeituoso).
Resistor com o terceiro anel de cor marrom: O ponteiro do multímetro deverá estacionar no número da escala do visor que corresponda o mesmo número do código de cores dos três anéis do resistor, ex. vermelho, verde e marro, os três anéis formam o número 251 então o ponteiro do multímetro deverá estacionar entre o número 200 e 300.
Resistores que tem o terceiro anel de cor: vermelha, laranja e amarelo.
Verificando resistor aberto: Multímetro escala X1K. Coloque as pontas de prova nos terminais do resistor que o terceiro anel vem com uma destas cores citadas acima (o resistor não tem polaridade). Se o resistor estiver aberto o ponteiro não desloca Verificando resistor alterado:
Continuando o teste dos resistores, sendo agora na escala X1K com o terceiro anel de cor vermelha, laranja ou amarelo. Coloque as pontas de prova nos terminais do resistor.
Resistor com o terceiro anel de cor, vermelha: O ponteiro deverá chegar próximo ao número da escala do visor que corresponde o código de cores do primeiro anel do resistor ex. se o resistor começar com a cor vermelha, que corresponde o número 2 do código de cores, então o ponteiro do multímetro deverá estacionar no número dois na escala do visor do multímetro. Outro exemplo: resistor com o primeiro anel de cor verde (5) e o terceiro anel de vermelha, o segundo anel não importa, pode ser qualquer cor. Então o ponteiro deverá estacionar bem próximo ao cinco (5). Caso o ponteiro estacione perto do 10 ou mais distante, o resistor estará alterado. Resistor com o terceiro anel de cor laranja: O ponteiro deverá chegar próximo ao número da escala do visor que corresponde o código de cores do primeiro anel do resistor
ex. se o resistor que for testado tiver o primeiro anel marrom (1), o ponteiro do multímetro deverá estacionar próximo ao 10 da escala do visor. Outro exemplo: se o resistor que for testar tiver o primeiro anel de cor amarelo (4) e o terceiro anel de co laranja, o ponteiro deverá estacionar próximo ao número 40 do visor da escala do multímetro. Caso o ponteiro estacione próximo ao número 50 ou mais acima, significa que o resistor estará alterado. Resistor com terceiro anel de cor amarelo: O ponteiro deverá chegar próximo ao número da escala do visor que corresponde o código de cores do primeiro anel do resistor ex. se o resistor que for testado tiver o primeiro anel de cor vermelha (2) e terceiro anel de cor amarelo, o ponteiro do multímetro deverá estacionar próximo ao número 200 no visor do multímetro. Atenção: resistores que tem o terceiro anel de cor verde deverão ser retirados para serem testados. 5) CI. Este é um teste para saber se o CI está em curto.
Sabe-se que um CI pode provocar vários sintomas no aparelho os quais são manifestos de acordo com o defeito do CI. Ex. Falta de cor em um TV ou Monitor, som baixo em equipamento de som ou TV, falha de leitura em CD etc., estes são sintomas característicos de uma alteração no CI, neste caso o multímetro não detecta, porém há alguns sintomas que são provenientes do CI em curto, ex. queima de fusível, transistor ou resistor aquecendo demasiadamente, aparelho não funciona etc.
Para identificar o CI em curto (Zero ohm), usaremos o multímetro na escala X10, siga o roteiro abaixo:
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Desligue o aparelho da tomada. Posicione o multímetro na escala X10. Localize o pino 1 do CI (CI soldado na placa). O pino 1 do CI está com um marca tanto na placa como no seu próprio invólucro. Veja exemplo a seguir:
1
14
2 3 4
8
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Coloque a ponta de prova preta no pino 1. Coloque a ponta de prova vermelha no pino 2 Mantenha a ponta de prova preta no pino 1 e coloque agora a ponta de prova vermelha no pino 3. Mantendo a ponta de prova preta no pino 1 vá colocando a ponta de prova vermelha em todos os pinos um a um, verificando se o ponteiro do multímetro desloca até o zero. Caso o ponteiro desloque até o zero significa que o CI está em curto (defeituoso).
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Agora passe a ponta de prova preta para o pino 2, e repita o teste com a ponta de prova vermelha em todos os pinos do CI. Faça o teste com a ponta de prova preta no pino 3 com todos os pinos, depois a pino 4 com todos e assim até o último pino.
Obs: Em determinados pinos do CI o ponteiro do multímetro registrará alguma resistência enquanto que outros o ponteiro não desloca permanecendo em repouso, mas isto não significa que o CI está com defeito, lembre-se que o objetivo deste teste é saber se o mesmo está em curto resistência 0 “zero” (defeituoso). 6)TRANSFORMADOR. •
Com este teste saber se o transformador está em curto ou aberto.
Há nos equipamentos vários tipos de transformadores como: transformador de força, transformador de pulsos, transformador DRIVE, transformador indutor etc. Transformadores de força: Usando o multímetro para testar o transformador podemos localizar o primário e secundário e saber se o mesmo está rompido (queimado). PRIMÁRIO – Entrada de tensão alta 220V – 110V – 240V etc. SECUNDÁRIO – Saída de tensão 90V – 60V – 12V – 18V – 6V – etc. Vamos começar o teste com um transformador de pequena potência.
Ex. Transformador de um rádio relógio ou rádio portátil, este tipo de transformador tem uma amperagem baixa: 250mA – 800mA – 500mA. Para testar o transformador de baixa potência, posicione a chave seletora do multímetro na escala X10. •
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Faça o ajuste de Zero. Coloque uma das pontas de prova do multímetro em um dos fios do transformador que está soldado na chave ou fusível. Coloque a outra ponta de prova em dos fios que está saindo do mesmo lado do transformador. O multímetro deverá registrar uma resistência alta, entre 200R a 1K, faça este teste com os outros fios. Este é o primário do transformador. Lembrando que não é preciso retirar os fios do local. Agora teste os fios do outro lado do transformador. Mantenha o multímetro na escala X10, coloque uma das pontas de prova em um dos fios que está soldado na placa, e a outra ponta de prova coloque em qualquer outro fio que está soldado na mesma placa, o ponteiro deverá deslocar até ao Zero (0). Faça este mesmo teste com os outros fios que estão soldados na placa.
Atenção: se o transformador possui mais de 4 fios na saída, pode ser que um ou mais fios não conduza com os outros, isto porque são bobinas diferentes, de qualquer maneira cada fio deverá ter seu par. Se houver algum dos fios que não conduza com nem um que está soldado na placa significa que o transformador está aberto (defeituoso).
O teste o transformador de potência é feito na escala X1 e segue o mesmo roteiro acima.
Transformador aberto (queimado) o ponteiro não desloca. Lembre-se: Primário do transformador resistência alta. Secundário do transformador resistência baixa. 7)BOBINA. Este teste é para saber se está em cur to ou aberta.
Para testarmos as bobinas usaremos o multímetro na escala X1.
7) Desligue o aparelho da tomada. 8) Localize a bobina do outro lado da placa. 9) Regule o multímetro no Zero, os cabos do multímetro não deverão está com mal contato. 10) Coloque as pontas de prova nos terminais da bobina, o ponteiro deverá deslocar marcando resistência próxima do Zero (0). Caso o ponteiro não desloque a bobina está com defeito.
8)TRANSISTORES BIPOLARES O transistor bipolar foi inventado em 1948 para substituir o tubo de vácuo do triode . É dado forma por três camadas de material drogado, de uniões pn desse formulário dois (bipolar) com pnp das configurações ou de npn. Uma união é conectada à bateria para permitir o fluxo da corrente (polarization negativo frontal, ou polarization direto), e a outra é conectada a uma bateria no
sentido oposto (polarization inverso). Se a corrente na união do polarization direto por meio da adição de um sinal for variada, a corrente da união do polarization inverso do transistor variará conseqüentemente. O princípio pode ser usado construir os amplificadores em que um sinal pequeno aplicado à união do polarization direto causará uma mudança grande na corrente da união do polarization inverso. De todos os semicondutores, certamente os transistores são os mais importantes pela sua gama de utilidades. Os transistores são dispositivos semicondutores formados por 3 camadas de material semicondutor de tipos alternados, conforme mostra a figura abaixo:
C
B
N P N
B
P N P
E
E
N PN
PN P
Temos então os transistores do tipo NPN e PNP. Em cada região é ligado um terminal e eles recebem o nome de EMISSOR (E), BASE (B) e COLETOR (C). Representando isso através de símbolos, temos as duas possibilidades abaixo: Funcionamento do transistor pode ser analisado facilmente se tomarmos o tipo NPN pôr base. Para o PNP bastará inverter as polaridades das fontes externas, o que equivale a sentidos opostos para as correntes.
Simbologias dos transistores NPN e PNP
C
B
C
B
E
E
NPN
Temos então o esquema 1 com um transistor NPN e duas baterias externas, sendo B1 de tensão baixa e B2 tensão alta. R1. R2.
O resistor R1 funciona como polarização de Base e o R2 como polarização de Coletor. Verificamos então o seguinte: Quando variamos R1 de modo que a corrente entre a Base e o Emissor que tem sua junção polarizada diretamente, isso faz com que surja uma corrente entre Coletor e Emissor que aumenta na mesma proporção. No entanto, a corrente provocada pela circulação Base-Emissor é muito maior, indicando amplificação.
Pequenas variações que provocamos na corrente entre a base e o emissor, farão com que variações maiores da corrente entre Coletor e Emissor ocorram. O transistor “amplifica corrente” e isso possibilita sua utilização em muitos tipos de circuitos.
Tipos de Transistores Podemos encontrar diversos tipos de transistores conforme a tecnologia usada na sua fabricação, sua finalidade e a intensidade das correntes com que podem trabalhar. Uma classificação geral que facilita a compreensão é a seguinte:
9)TRANSISTORES DE USO GERAL São transistores que operam com tensões em torno de 60 ou 80V, correntes de 800 mA a 1 Ampère e amplificam ou geram sinais de baixa freqüências. São usados em circuito de Áudio, Osciladores, etc. A seguir temos o aspecto real destes transistores de pequeno porte e que podem ter invólucros de metal ou plástico. Estes transistores normalmente são de silício, mas tipos antigos de germânio ainda podem ser encontrados em rádios e outros aparelhos. Existem diversas nomenclaturas para estes componentes: Os tipos americanos começam em sua maioria com as letras 2N, mas existem alguns fabricantes que têm siglas próprias como a Texas que usam em alguns deles a sigla TIS, ou a Motorola que usa MPS ou MPSA. Para os tipos Europeus temos a sigla AC para os tipos de germânio e a sigla BC para os tipos de silício.
No Japão temos 2SC além de outras siglas que dependem do fabricante. Os componentes estudados quando defeituosos provocam estes sintomas: Aparelho TV SOM
Não funciona Transistor em curto Transistor em curto
Sem som Sem imagem Transistor Transistor aberto em curto
Transistor em curto VÍDEO Transistor Transistor em curto aberto Transistor aberto COMPUT. Transistor em curto IMPRESS. Transistor em curto -
-
TELEF.
-
Transistor em curto
Som baixo Transistor aberto
Queima Falta cor de fusível Transistor Transistor em curto em curto
Transistor Transistor em curto em curto Transistor Diodo em aberto curto -
Transistor em curto
Transistor em curto Transistor em curto
LABORATÓRIO – Teste dos Transistores: (BASE – NPN / PNP)
Teste do transistor NPN com a base no centro: • •
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Pegue vários transistores de pequena potência: Separe todos os transistores NPN que a base é no terminal central usando o multímetro. Posicione o multímetro na escala X10. Coloque a ponta de prova preta no terminal central mantendo-a fixa. A ponta de prova vermelha coloque nos outros dois terminais um a um, o ponteiro do multímetro deverá deslocar-se marcando a mesma resistência ôhmica. Todo transistor que a base conduz com o cabo preto é NPN. Separe todos os transistores NPN com a base no terminal central, veja figura abaixo:
Nos transistores de pequena potência a base pode ser encontrada na direita ou esquerda dependendo de sua referência e fabricante.
TESTE DO TRANSISTOR NPN COM A BASE NA DIREITA: •
Coloque a ponta de prova preta no terminal direito mantendo-a fixa.
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A ponta de prova vermelha coloque nos outros dois terminais um a um, o ponteiro do multímetro deverá deslocar-se marcando a mesma resistência ôhmica. Todo transistor que a base conduz com o cabo preto é NPN. Separe todos os transistores NPN com a base no terminal da direita, veja figura abaixo:
Base
TESTE DO TRANSISTOR PNP COM A BASE NO CENTRO: • •
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Pegue vários transistores de pequena potência: Separe todos os transistores PNP que a base é no terminal central usando o multímetro. Posicione o multímetro na escala X10.
Veja no filme e faça as anotações:
TESTE DO TRANSISTOR PNP COM A BASE NA DIREITA: •
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Coloque a ponta de prova vermelha no terminal da direita mantendo-a fixa. A ponta de prova preta coloque nos outros dois terminais um a um, o ponteiro do multímetro deverá deslocar-se marcando a mesma resistência ôhmica.
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Todo transistor que a base conduz com o cabo vermelho é PNP. Separe todos os transistores PNP com a base no terminal da direita, veja figura abaixo:
C1233
C723
20
6
X10K X1K
C1233
X10 X1
Símbolos
NPN
PNP
TESTE DE COLETOR E EMISSOR Para testarmos o coletor e emissor de um transistor usaremos a escala de X10K do multímetro, escala mais sencível e lembrando que não se pode colocar os dedos nos terminais do transistor enquanto testa. • • •
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Pegue um transistor NPN. Posicione o multímetro na escala X10K. Coloque a ponta de prova preta em um dos terminais do transistor que não seja a base. Coloque a ponta de prova vermelha no outro terminal que não seja a base. Verifique se o ponteiro do multímetro desloca, caso contrário troque as pontas de prova.
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No instante que o ponteiro deslocar, veja qual o terminal a ponta de prova preta está conectada, pois este terminal do transistor é o Emissor.
DICA: Transistor Bom – Bom – o ponteiro desloca apenas em um sentido do teste coletor e emissor. Transistor com fuga (defeituoso) fuga (defeituoso) – na inversão das pontas de prova entre coletor e emissor o multímetro registra resistência ôhmica.
TRANSISTORES SMD Os transistores podem vir com 3 ou 4 terminais, porém a posição destes terminais varia de acordo com o código. Tal código vem marcado no corpo por uma letra, número ou sequência deles, porém que não corresponde à indicação do mesmo. Por ex. o transistor BC808 vem com indicação 5BS no corpo. Transi Transisto stores res de média média potência. potênci a. Transistores de média potência são um dos desenvolvimentos mais importante da física de estado sólido e da engenharia de dispositivos dos últimos 50 anos. A integração dos transistores tem sido a base de todo o desenvolvimento da indústria de informática, cada processador é composto por uma infinidade de transistores . Existem várias formas de se apresentar um transistor de junção, procuraremos procuraremo s nesta disciplina, seguir uma apresentação que realce o comportamento físico dos portadores no dispositivo e sua forma de utilização, no cotidiano da eletrônica. O transistor é um dispositivo ativo, portanto ele é capaz de amplificar a potência do sinal de entrada. Pelo fato de ser um dispositivo ativo, ele necessita de uma fonte de alimentação. Já vimos que fontes de alimentação são dispositivos com certa complexidade, sendo mais fácil
alimentar externamente o transistor. Consequentemente, o transistor apresenta 3 entradas, uma para o sinal de entrada e as outras duas associadas ao sinal de saída e à alimentação. O nome transistor transistor vem do inglês, sendo composto por trans(fer+res)istor , ou seja, apresenta características de um resistência associada com capacidade de transferir a informação. O transistor é um sanduíche de duas junções pn, uma de frente para a outra, formando uma sequência de junções npn. Estas seções são s ão chamadas de coletor, base e emissor. A corrente na base controla a passagem de corrente no coletor, ou seja, em condições ótimas de operação, a corrente no coletor é proporcional à corrente na base.
10) REGULADOR DE VOLTAGEM Os reguladores de tensão de 3 conexões são os dispositivos mais comumente utilizados na regulagem de tensão. Voce pode imaginá-los como um tipo especial de zener. Estes dispositivos apresentam três conexões (entrada, saída e terra) e são regulados na fabrica para uma saída fixa de tensão (positiva para a família 78xx e negativa para 79xx). A voltagem é especificada pelo valor xx, indicando valores que podem variar como pode ser visto em suas características características.. As tensões negativas são s ão reguladas pela família 79xx. Em geral, estes dispositivos apresentam uma corrente máxima de saída de 1 A, e necessitam de um capacitor externo de 0.1 mF para evitar instabilidades, como pode ser observado no esquema abaixo.
ENCAPSULAMENTO DE UM TRANSISTOR BD135 Os transistores de média potência bipolares de junção apresentam três pinos para controle, e dependendo do tipo de encapsulamento a localização dos contatos é distinta.
Transi Transistor stor es de potência. potênci a. Estes são transistores destinados a operação com corrente elevada e também em alguns casos, tensões
elevadas. Como devem dissipar potências altas, aquecendo muito, são dotados de invólucros plásticos ou metálicos que permitem sua montagem num radiador de calor.
MOSFET
P
O transistor MOSFET (acrônimo de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, ou transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor), é, de longe, o tipo mais comum de transistores de efeito de campo em circuitos tanto digitais quanto analógicos. A palavra "metal" no nome é um anacronismo vindo dos primeiros chips, onde as comportas (gates) eram de metal. Os chips modernos usam comportas de polisilício, mas ainda são chamados de MOSFETs. Um MOSFET é
composto de um canal de material semicondutor de tipo N ou de tipo P e é chamado respectivamente de NMOSFET ou PMOSFET. Geralmente o semicondutor escolhido é o silício, mas alguns fabricantes, principalmente a IBM, começaram a usar uma mistura de silício e germânio (SiGe) nos canais dos MOSFETs. Infelizmente muitos semicondutores com melhores propriedades elétricas do que o silício, tais como o arsenieto de gálio, não formam bons óxidos nas comportas e portanto não são adequados para os MOSFETs. O IGFET é um termo relacionado que significa Insulated-Gate Field Effect Transistor , e é quase sinônimo de MOSFET, embora ele possa se referir a um FET com comporta isolada por um isolante não óxido. O terminal de comporta é uma camada de polisilício (sílicio policristalino) colocada sobre o canal, mas separada do canal por uma fina camada de dióxido de silício isolante. Quando uma tensão é aplicada entre os terminais comporta (gate) e fonte (source), o campo elétrico gerado penetra através do óxido e cria uma espécie de "canal invertido" no canal original abaixo dele. O canal invertido é do mesmo tipo P ou tipo N, como o da fonte ou do dreno, assim, ele cria um condutor através do qual a corrente elétrica possa passar. Variando-se a tensão entre a comporta e a fonte se modula a condutividade dessa camada e torna possível se controlar o fluxo de corrente entre o dreno e a fonte. Existem também modelos de Amplificador operacional baseados na tecnologia FET/MOSFET, muito úteis e com grande utilização na indústria eletrônica MODOS DE OPERAÇÃO DO MOSFET A operação de um MOSFET pode ser dividida em três diferentes modos, dependendo das tensões aplicadas sobre seus terminais. Para o NMOSFET os modos são:
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Região de Corte: quando Vgs < Vth
onde Vgs é a tensão entre a comporta (gate) e a fonte (source) e Vth é a Tensão de threshold (limiar) de condução do dispositivo O transístor permanece desligado, e não há condução entre o dreno e a fonte. Enquanto a corrente entre o dreno e fonte deve idealmente ser zero devido à chave estar desligada, há uma fraca corrente invertida. •
Região de Triodo (ou região linear): quando Vgs > Vth e Vds < Vgs - Vth onde Vds é a tensão entre dreno e fonte. O transístor é ligado, e o canal que é criado permite o fluxo de corrente entre o dreno e fonte. O MOSFET opera como um resistor, controlado pela tensão na comporta. A corrente do dreno para a fonte é ,
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Região de Saturação: quando Vgs > Vth e Vds > Vgs Vth O transístor fica ligado, e um canal que é criado permite o fluxo de corrente entre o dreno e a fonte. Como a tensão de dreno é maior do que a tensão na comporta, uma parte do canal é desligado. A criação dessa região é chamada de pinçamento (pinch-off). A corrente de dreno é agora relativamente independente da tensão de dreno (numa primeira aproximação) e é controlada somente pela tensão da comporta de tal forma que ,
Em circuitos digitais, os MOSFETs são usados somente em modos de corte e de triodo. O modo de saturação é usado mais em aplicações de circuitos analógicos.
O transistor MOSFET é usado no PC, este tipo de transistor é usado como regulador de voltagem da placamãe, que tem como objetivo baixar a tensão de alimentação fornecida pela fonte de alimentação do PC na tensão requerida pelo processador e demais circuitos conectados à placa-mãe, como memória, chipset, etc.
MOSFET
O MOSFET tipo N- NMOS consiste de um substrato P no qual se incrustam duas regiões N, com uma camada metálica onde sobressai o gate unindo os três (no MOSEFT tipo P -PMOS - temos substrato N e duas regiões P), conforme figura 3-14.
3-15 MOSFET em condução
Com o gate a 0 Volt o transistor permanece cortado, pois há uma descontinuidade entre as duas regiões N. Com tensão positiva no gate atrai-se elétrons do substrato, preenchendo a área descontínua com outra região N (figura 3-15), o que permite a passagem de corrente da source para o dreno. Assim, tensão positiva no gate do NMOS coloca-o em condução (igualmente para tensão negativa no gate do PMOS). Observe-se que, ao contrária do JFET, o MOSFET "normalmente" está cortado e precisa de sinal externo para entrar em condução.
3-16 símbolo do MOSFET (a) NMOS (b) PMOS
O esquema apresentado a seguir refere-se a MOSFET de incremento , cujo símbolo é visto na figura 3-16 para (a) NMOS (b) PMOS. A nova região formada para condução é oposta à do substrato (N e P ou P e N) Coma vimos anteriormente aparecerá uma zona de depleção entre elas, cujo tamanho dependerá da tensão no substrato e determinará a condutância no canal. Por esse motivo o substrato pode ser considerado um segundo gate e é feito um eletrodo para sua ligação.
3-17 símbolo do MOSFET de depleção (a) NMOS (b) PMOS
O MOSFET de depleção é fabricado com a região de descontinuidade já preenchida, de modo que sem aplicação de sinal externo há condução. A região de depleção entre substrato e esta área pode ser alargada por aplicação de polarização inversa no gate, tal como no JFET. O símbolo do MOSFET de depleção é visto na figura 3-17, sendo (a) canal N e (b) canal P. A única diferença do símbolo de MOSFET de incremento está nos traços ligando substrato a dreno e source.
3-18 símbolo simplificado do MOSFET (a) NMOS (b) PMOS
Uma simplificação do símbolo de MOSFET é apresentada na figura 3-18- (a) NMOS (b) PMOS, sendo bastante usada. Não é feita distinção entre modos de depleção ou incremento e sobre substrato.
3-19 chaveamento com dois FETs
Uma das configurações mais comuns de MOSFET, especialmente na fabricação de microprocessadores, é mostrada na figura 3-19. Temos dois transistores de depleção, T2 denominando-se "drive" (dirigente) e T1 "load" (carga). Com o sinal de entrada (input) em nível 1 T2 conduz, praticamente aterrando o output (nível 0), o que por sua vez corta T1. Com input= 0 T2 entra em corte, não havendo sinal no output e no gate de T1, provocando sua condução (FET de depleção conduz sem sinal externo), e daí a output= 1. Veja que a fonte de alimentação nunca está conectada ao terra, tornando o consumo de energia muito baixo.
TESTE DO MOSFET • • • •
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Pegue um MOSFET. Posicione a chave seletora na escala X1. Coloque a ponta de prova preta no D. Coloque a ponta de prova vermelha no S, o ponteiro do multímetro não deverá deslocar, permanecendo em repouso. Retire a ponta de prova preta do D e coloque a mesma no G, mantendo a ponta de prova vermelha fixa no S. Agora retorne a ponta de prova preta para o D. Obeserve que o ponteiro do multímetro desloca marcando uma resistência ôhmica. Para desarmar o MOSFET, basta curtocircuitar seus terminais, veja a polaridade do MOSFET logo abaixo e a maneira de curtocircuitar seus terminais para desarma-lo. ATENÇAO: o objetivo de desarmar o MOSFET é para fazer seu teste de maneira confiável, ou seja, ao encostar as pontas de prova nos terminais D e S o ponteiro não deve deslocar, só quando polarizado pelo G.
Curtucircuitando o MOSFET para desarma-lo
G = Gate. D = Dreno (saída de tensão) S = Fonte (entrada de tensão)
DICA: MOSFET em curto (defeituoso) – Ponteiro do multímetro desloca até o zero ao encostar as pontas de prova nos seus terminais. MOSFET aberto (defeituoso) – Veja no filme e anote a dica: ................................................... ............................................. MOSFET bom – Ao polarizar o Gate o ponteiro desloca marcando uma resistência.
SCR SCR é a abreviação de Silicon Controlled RecTifier ou Retificador Controlador de Silício. O SCR é um dispositivo semicondutor de 4 camadas cuja estrutura, aparência e símbolo são mostrados pelo ASSTP logo abaixo. A (anodo)
A G (Gate)
G C ou K (catodo)
C SÍMBOLO
ESTRUTURA
A estrutura indicada se for decomposta, pode ser considerada como sendo dois transistores de dopagens diferentes, NPN e PNP, ligados de forma indicada no esquema que é mostrado abaixo:
Anado A Gate G
PNP
NPN
Catodo C
Temos então o que se denomina de uma chave regenerativa. Levando-se em conta a analogia com os dois transistores, ficará fácil entender o princípio básico de funcionamento deste componente. Para esta finalidade vamos supor que entre o ânodo e o cátodo seja aplicada uma tensão de alimentação e em série com o componente uma carga. Nas condições
indicadas nada acontece, pois o componente não conduz corrente alguma. Se, no entanto, aplicarmos um pulso positivo de curta duração à comporta (gate) do SCR, este será polarizado no sentido de saturar o transistor NPN que então conduz fortemente a corrente. Ora, a corrente de coletor do transistor NPN é justamente a corrente de base do transistor PNP no sentido de saturá-lo. Temos, então, também a condução do transistor PNP fluindo uma forte corrente entre o ânodo e cátodo. Ao mesmo tempo, porém, flui uma corrente pelo coletor do transistor PNP e esta corrente é justamente a que polariza ou mantém polarizado o Transistor NPN, ou seja, ele realimenta o circuito. Para desligar o circuito é preciso interromper a corrente entre o ânodo e o cátodo e isso pode ser feito de duas maneiras: c) Desligando a alimentação por um período de tempo; d) Curto-Circuitando o ânodo com o cátodo. Veja que ao conduzir a corrente, o SCR comporta-se como um diodo, pois ela só pode fluir de seu ânodo para o cátodo. Isso significa que se usarmos o SCR em um circuito de corrente alternada, ele só conduzira metade do semiciclo. Dizemos, então, que se trata de um controle de meia onda. Correntes intensas da ordem de vários ampères podem ser conduzidas a partir de pulsos de disparos muito fracos. Para um tipo comum, como os SCRs da série 105 (TIC 106, MCR 106, C106, etc.) bastam aproximadamente 200 mA sob 1 Volts para disparar o componente que pode então conduzir correntes de até 3,2 ampères tipicamente ou até mais. Os SCRs podem então ser usados como dispositivos de controle de potência e até mesmo osciladores por estas características importantes deste tipo de componente.
Tensão máxima é quando o SCR está desligado, ele fica praticamente submetido a tensão de alimentação do circuito. No caso da rede de energia isso significa o valor de pico. Assim, um SCR para a rede de 110V deve suportar pelo menos 200V e o dobro para a rede de 220V. Corrente máxima é quanto o SCR pode conduzir quando está ligado, sendo este valor expresso em ampères. Não devemos aplicar pulso negativo na comporta do SCR quando ele estiver polarizado inversamente, ou seja, o ânodo negativo em relação ao cátodo, pois isso pode queimá-lo.
TESTE DO SCR. • • • • • •
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Posicione a chave do multímetro na escala X1. Faça o ajuste de Zero. Coloque a ponta de prova vermelha no catodo. Coloque a ponta de prova preta no anodo. O ponteiro deverá permanecer em repouso. Mantendo as pontas de prova fixas no Anodo e Catodo, arraste a ponta de prova preta lentamente sem retira-la do anodo até encostar no Gate, (chamamos isto de polarizar ) neste momento o ponteiro do multímetro deslocará. Volte a ponta de prova preta (do Gate) sem retira-la do Anodo, observe que o ponteiro do multímetro permanece estacionado marcando resistência. Isto indica que o SCR está bom.
ATENÇÃO: Ao testar o SCR as pontas de prova vermelha e a preta, não devem ser retiradas dos terminais Anodo e
