Resistores

A unidade de medida para resistência elétrica é Ohms no SI (Sistema Internacional de Unidades) e o simbolo que representa a resistência é Ω(omega). Foi colocado Ohms como unidade de medida em homenagem á Georg Simon Ohm (1787-1854) que descobriu as relações e cálculos e também as Leis para a resistência. Dependendo da região a representação gráfica muda para o resistor as representações padrões são:

O padrão adotado pela nossa ABNT é o padrão Europeu, porem o padrão Americano pode ser usável mas não está dentro do padrão da ABNT, se precisar fazer algum circuito do seu trabalho escolar ou profissional é preciso estar dentro das normas da ABNT. mas se for um circuito de hobbie pode ser em padrão americano mas é sempre bom se acostumar com o padrão ABNT.

Também além do resistor comum á alguns componentes que são uma “derivação” do resistor

Principio de Funcionamento e Conceitos

O resistor dois principais princípios de funcionamento o primeiro é se opor a corrente elétrica como se fosse um funil onde a corrente elétrica (os eletrons) são controlados e fazendo também com que a tensão que passe por ele sofra uma queda que é proporcional ao valor da resistência este processo é chamado de queda de tensão sobre o resistor, é como se o resistor “cria-se” uma tensão negativa nele próprio proporcional a tensão aplicada a ele e essa tensão irá se subtrair da tensão do circuito que está passando pelo resistor.

• Vbat = Tensão fornecida pela bateria (Usando como exemplo: 12V)
• Vr = Tensão resultante.
• R = Resistor (usando como exemplo uma resistência de 100Ω)

Como exemplo do circuito acima iremos utilizar 12V de bateria e essa bateria é ideal ou seja ela poder dar em teoria uma corrente infinita (∞A), e 100Ω para a resistência. Considere que a tensão ao sair da bateria ela possui 12V ao chegar no resistor essa tensão irá sofrer uma resistência, e com essa resistência é possível calcular o quanto de corrente e de tensão irá passar por ele. Para calcularmos teremos que utilizar a Primeira Lei de Ohm:

onde:

• V = Tensão (V) (Volts)
• R = Resistência (Ω) (Ohms)
• I = Corrente (A) (Amperes)

Nesse caso ficaria assim I = V / R que substituindo os valores V = 12V e R = 100Ω ► I = 12 / 100 ► I = 0,12A ou 12 mA. Então descobrimos o quanto de corrente esse resistor está limitando no circuito. Agora para descobrimos a queda de tensão no resistor R faremos: V = R * I ► V = 100 *  0,12 ► V = 12V. Isso mesmo deu o mesmo valor que o da bateria do circuito, exatamente isto é o que ocorre quando o circuito possui apenas um resistor, para comprovar é só medir a tensão do resistor com o multímetro em paralelo com o resistor e verá o valor dado pelo resistor e o amperímetro em série com o resistor para medir a sua corrente:

Resistores em Série

Um outro caso para nós efetuarmos os testes é o seguinte:

• Vbat = Tensão fornecida pela bateria (Usando como exemplo: 12V)
• Vr = Tensão resultante.
• V1 = Tensão sobre o resistor R1
• V2 = Tensão sobre o resistor R2
• Q1 = Queda de tensão sobre o resistor R1
• Q2 = Queda de tensão sobre o resistor R2
• R1 = Resistor (usando como exemplo uma resistência de 100Ω)
• R2= Resistor (usando como exemplo uma resistência de 220Ω)

Agora neste exemplo iremos trabalhar com dois resistores um do lado do outro horizontalmente, esta forma de ligamento destes dois resistores chama-se: Ligação em Série ou Resistência em Série, esta forma de posicionamento é muito comum para conseguir um valor de resistência desejado que não possui a venda no mercado, junta-se um resistor do lado do outro sem nada entre os dois componentes, fazendo isto iremos transformar dois resistores em somente um, ou seja estaremos somando os dois resistores e fazendo ambos trabalharem juntos formando uma única resistência, em série somente somamos os valores de ambos iremos aplicar este conceito no circuito acima: R1 + R2 = Req ► 100Ω + 220Ω = 320Ω. Onde Req é Resistência Equivalente ou Rt (Resistência Total) que é a somatória das resistência. Esta somatória em série também serve para acima de 2 resistores, ou seja, funciona para 3, 4, 5, 20 ,50…muitos resistores em série.

Após o conceito dos resistores vamos calcular as informações do circuito acima. Como já descobrimos o valor da resistência total (Req) iremos descobrir a corrente total (Ieq) do circuito: Ieq = 12V / 320Ω ► Ieq = 0,0375A ou 37,5mA. O dado mais importante é a corrente total, com ela podemos descobrir a tensão sobre cada resistor, iremos calcular para o resistor R1: V1 = R1 * Ieq ► V1 = 100Ω * 0,0375A ► V1 = 3,75V. Vamos calcular para o V2 = R2 * Ieq ► V2 = 220Ω * 0,0375A ► V2 = 8,25V. Pronto agora somando as duas tensões: 3,75V + 8,25V = 12V isso mesmo, a somatória de tensão dos dois resistores é o mesmo da bateria o que corresponde ao primeiro circuito de exemplo. As quedas de tensão para cada resistor pode ser calculado como: VQ1 = V1 – Vbat ► VQ1 = 3,75V – 12V ► VQ1 = – 8,25V. E no R2: VQ2 = V2 – Vbat ► VQ2 = 8,25V – 12V ► VQ1 = – 3,75V. Fazendo a somatória temos: – 12V de queda de tensão.

Uma informação importante que em série a mesma corrente que passa no primeiro resistor é a mesma que irá passar em todos os outros da mesma série, se tivermos um circuito com 50 resistores e a corrente Ieq da série for 10mA, em todos os resistores irão passar esses mesmo 10mA.

Resistores em Paralelo

Colocando os resistores  verticalmente um do lado do outro onde seus dois terminais se conectem de um resistor com o outro, teremos a forma de ligamento em Paralelo destes dois resistores, chamamos de Ligação Paralela ou Resistência em Paralelo:

Vbat = Tensão fornecida pela bateria (Usando como exemplo: 12V)

Vr = Tensão resultante.

V1 = Tensão sobre o resistor R1

V2 = Tensão sobre o resistor R2

Q1 = Queda de tensão sobre o resistor R1

Q2 = Queda de tensão sobre o resistor R2

R1 = Resistor (usando como exemplo uma resistência de 100Ω)

R2= Resistor (usando como exemplo uma resistência de 220Ω)

It = Corrente total do circuito

I1 = Corrente do Resistor R1

I2 = Corrente do Resistor R2

O esquema acima é um exemplo simples de uma ligação paralela de resistores, note que há três correntes neste circuito: I1, I2 e It. As correntes I1 e I2 são uma divisão da corrente It, pois no circuito paralelo a corrente total não passa por todos os resistores e sim é dividida entre eles, e estas correntes que são divididas entre os resistores se somadas irão dar exatamente a mesma corrente equivalente total. A soma dos resistores em paralelo é diferente da soma dos resistores em série onde era somente somar os valores dos resistores.

Soma em Par

Agora no processo de soma dos resistores paralelos há duas maneiras de fazer a soma, que é em par e total. Para soma em par o processo é simples porem trabalhoso caso tenha um circuito com várias resistência pois como o nome diz a soma só pode ser feita de dois em dois resistores, porem pode ser aplicado em um circuito com muitos resistores. como exemplo iremos utilizar o circuito acima:

Soma Total

Esta soma total é um processo mais rápido se for feita com ajuda de uma calculadora, e é semelhante á soma em série só que em vez de somar os valores dos resistores faremos as somas dos inversos dos valores. Abaixo segue o cálculo:

Note que a equação ficou extensa para ficar mais detalhado o passo a passo, porem com uma calculadora cientifica  você consegue fazer facilmente esta conta somando os inversos e no final apenas invertendo ou elevar a -1.

Construção e Composição

 Apos os conceitos iremos ver como é fabricado alguns desses resistores. Abaixo temos a estrutura de um resistor de filme carbono:

Na construção é utilizado um cilindro de porcelana para haver uma boa isolação e logo em seguida esse cilindro é revestido de de um filme de carbono (carvão) e nessa camada é feito vários sulcos para que crie uma resistência quando a eletricidade passar pelo filme em vez de passar diretamente, a eletricidade terá que contornar o filme para poder passar de uma extremidade a outra do resistor, e para finalizar recebe uma camada de esmalte cerâmico e as faixas de cores correspondente ao valor da resistência. Um outro exemplo que construído quase da mesma forma é o resistor de fio:

Este resistor de fio metálico, resistor de filme de metálico ou oxido de metal, dependendo do modo como é construído sua precisão é melhor de 1% e 2% do que a do resistor de carbono que possui precisões de 5% e 10%. Esta precisão é essencial para circuitos complexos que necessitam dessas precisões como osciloscópios, relógios digitais, buffers e etc.

Código de Cores

Antes de entrarmos na identificação das cores do resistor, vamos falar sobre a tolerância (precisão), a tolerância é o quanto o valor Real(medido) pode variar do valor nominal(teórico) e essa variação é medida em porcentagem que podem ser de 1%, 2%, 5%, 10% e etc.

Como exemplo: Ao ir na loja você pede ao balconista um resistor de 220Ω e ele lhe fornece o mesmo e ele lhe diz que a tolerância para este resistor é de 5%, isto quer dizer que quando você for medir (na prática) com um multímetro este resistor o valor terá que estar entre: 209Ω a 231Ω se ele der como exemplo 210Ω então ele está dentro da tolerância informada pelo balconista, mas se ele der 205Ω quer dizer que este resistor está com problemas ou não é o resistor que você solicitou ao balconista.

Nem sempre temos um multímetro por perto quando pedimos um resistor numa loja, por isto há o código de cores dos resistores, são aqueles anéis que contornam o resistor, comumente possui 4 anéis de cores, mas pode se encontrar alguns resistores com 5 anéis. A seguir temos uma tabela de cores para resistores de 4 e 5 anéis onde cada cor corresponde a um valor e numero:

O código acima é bastante simples, mas a maior dificuldade é a memorização das cores, nem sempre conseguimos memorizar rapidamente essa quantidade de cores e os números para cada cor, caso você tenha alguma dificuldade com as cores basta baixar o programa RCCD com ele você pode encontrar um valor de algum resistor pela sequencia das cores e vice-versa. Mas com a prática você pode conseguir memorizar esses códigos de cores com o tempo.

Vamos utilizar como exemplo o primeiro resistor da tabela acima, se você analisar ele possui as seguintes cores em seus anéis: Verde, Azul, Amarelo e Prata. olhando na tabela iremos identificar Verde como sendo o Numero 5 que é a primeira faixa, Azul como o numero 6 que é a segunda faixa, Já o Amarelo não será a 3ª Faixa e sim o Multiplicador pois se trata de um resistor de 4 anéis e obrigatoriamente a penúltima e ultima são respectivamente o Multiplicador e Tolerância.  Esta faixa de Multiplicador é vezes quanto as outras duas ou três faixas dependendo do resistor, será multiplicado o valor como no nosso resistor de exemplo é o Amarelo será multiplicado por 10.000Ω ou seja vamos ajuntar os valores: (5 do Verde + 6 do Azul) * 10.000Ω do Amarelo = Resistor de 560.000Ω e não podemos esquecer da Tolerância que é de 10%, então o resistor irá ficar entre: 504.000Ω a 616.000Ω na medição real de seu valor prático.

Informação Importante: Para facilitar as informações e anotações os fabricantes utilizam unidades de grandeza, como k, M e G: k = 1.000, M = 1.000.000 e G = 1.000.000.000 A tabela acima é um exemplo das unidades de grandeza.

Outra forma de informar a resistência em resistores, que normalmente são colocados em resistores de potencia é escrita no corpo do resistor já que ele é maior que os comuns:

Dependendo do fabricante ele pode usar o simbolo de Ω ou a letra “R” para indicar os valores, alguns exemplos de valores informados são: 100R que vale 100Ω; 2R2 que vale 2,2Ω; 0R15 que vale 0,15Ω e etc.

Padrão EIA de tabela de resistores.

A tolerância dos resistores foi estabelecida pela EIA (Electronic Industries Association) em português: Associação de Industrias Eletrônicas junto com outras autoridades, foi estabelecido pois antigamente muitos fabricantes fabricavam resistores e não davam importância em padronizar essas tolerância, fabricavam resistores com tolerâncias de baixa precisão ex: 50% e outros valores absurdos. A EIA criou as séries “E” onde cada sequencia corresponde a uma faixa de tolerância:

• E3 50% de tolerância (não mais utilizado)
• E6 20% de tolerância (agora raramente usado)
• E12 10% tolerância
• E24 5% de tolerância
• E48 2% tolerância
• E96 1% de tolerância
• E192 0,5, 0,25, 0,1% de tolerâncias superiores

Cada padrão “E” possui valores pré-estabelecidos de fabricação, e são estes que são vendidos no mercado eletrônico atualmente, abaixo segue uma listagem das Categorias “E” e seus respectivos resistores para resistores de 100 até 1000, porem é valida também para Resistores de kΩ, MΩ e GΩ:

Tipos e Formatos

Como a maioria dos componentes eletrônicos existente no mundo inteiro, há vários tipos, formatos e potencia para o resistor. Os formatos dos resistores muitas das vezes variam de acordo com a potencia do resistor e/ou tipo.

Potência

A potencia quando se trata do resistor é o quanto o resistor dissipa ou transforma em calor a corrente que passa por ele realizando um trabalho, essa potencia é dada em Watt (W)

potência dissipada é:

onde

é a potência (watt ou W)

é a corrente (ampere ou A)

é a diferença de potencial (volt ou V)

Por exemplo:

.

A lei de Joule pode ser combinada com a lei de Ohm para produzir duas outras equações:

onde

é a resistência elétrica (Ohm por Ω).

Por exemplo:

e