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Academic year: 2021

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(1)

ELT101: Introdução à engenharia

 Histórico da Eletrônica  Circuito Elétrico  Tensão/Corrente  Resistência/Capacitor/Indutor  Lei de Ohm

(2)

Thales (624 – 547 BC)

 Escreveu sobre a

atração de

pequenas particulas de palha e poeira

pelo âmbar atritado com tecido. A

palavra grega para âmbar é

(3)

Charles Coulomb (1736-1806)

 Discobriu a lei que

detemina a força entre dois objetos carregados

eletricamente

 Coulumb é a

unidade de carga elétrica

(4)

Alessandro Volta (1745-1827)

 Determinou que a

eletricidade pode ser produzida por uma combinação de dois metais diferentes

embebidos em salmora.

 Volt é a unidade de

(5)

Hans Oersted (1777-1851)

 Descobriu que a corrente percorrendo um fio produz um campo magnético

 Oersted é uma das

unidades de magnetismo

(6)

Andre Ampere (1775-1836)

 Propôs a teoria correta sobre a força elétromagnética  Ampere é a unidade de corrente elétrica

(7)

Michael Faraday (1791-1867)

 Descobriu o principo da indução eletromagnética  Inventou o motor elétrico  Farad é a unidade de capacitância

(8)

Georg Ohm (1789-1854)

 Descobriu a lei que

relaciona corrente e tensão num circuito elétrico

 Ohm é a unidade de

resistência elétrica de um condutor

(9)

J.J. Thompson (1856-1940)

 Em 1897 Thompson descobriu o elétron. A manipulação destas particulas sub-atômicas é chamada eletrônica.  Thompson ganhou o premio nobel de física em 1906

(10)

Fleming & De Forest

 Sir Ambrose Fleming inventou

a válvula-diodo em 1902

 Lee De Forest inventou a

válvula-amplificador em 1906

 Estas descobertas deram

suporte para o

desenvolvimento de toda telecomunicação e

(11)

Shockley, Bardeen, & Brattain

 As pesquisas de Shockley, Bardeen, e Brattain levaram a invenção do transistor em 1948. O transistor é a base de toda eletrônica moderna.  Receberam o prêmio nobel de física em 1956.

(12)

Kilby & Noyce

Jack Kilby & Robert Noyce,

trabalhando independentemente, inventaram o circuito integrado (microchip) em 1958.

Noyce foi um dos fundadores da Intel,

uma das maiores fabricantes de chips.

Kilby inventou a calculadora portatil e

ganhou o premio nobel de física em 2000.

(13)

Eletricidade

+ + + + + + + + + + Movimento aleatório + + + + + + + + + + +

B a t t e r y

-

+

Movimento dos elétrons

 Uma corrente elétrica é produzida quando

(14)

Circuitos

 A corrente elétrica requer um caminho

fechado e condutivo

 Estes caminhos são denominados circuitos

-+

Componente

Bateria

Fios são usados para interligar os

(15)

Circuitos

 Todo circuito requer pelo menos 3 coisas:

 Alimentação

 Carga

 Condutor

 Alguns circuitos podem conter chaves ou

outros dispositivos

(16)

Circuitos

 Exemplo de alguns componentes

(17)

As três variaveis principais

 Tensão, simbolo - V, unidade - Volts

 Provê o “empurrão”

 Corrente, simbolo - I, unidade - Amperes (Amps)

 Movimento de elétrons

 A quantidade de corrente depende da tensão e da

resistência

 Resistencia, simbolo - R, unidade - Ohms (Ω)

 Limita a quantidade de correte  Representa a carga do circuito

(18)
(19)

Fontes de Tensão

 Tensão é como a

diferença de pressão

 Sempre medida entre dois

pontos

 Para medir tensões

contínuas cheque:

 Polaridade do multimetro

 positivo (+) vermelho,

(20)
(21)

Podemos obter tensões de:

a bateria – 9V Verm.: 5V Amar.: 12V Preto: Ground Fonte de alimentação de PC

Fonte de alimentação convencional

Regulador 7805

Converte 9V para 5V

(22)

Corrente

 …é simplesmente o

movimento dos elétrons

 A direção depende da

convenção

 Movimento dos elétrons é do

(-) para o (+)

 O movimento convencional é

do (+) para o (-) (movimento das cargas positivas)

Conventional Current Flow (+) to (-) Electron Current Flow (-) to (+)

(23)

Corrente

 O movimento

uniforme de elétrons num circuito é

chamado corrente.

Todos os esquemáticos usam o movimento convencional

(24)

Medição

 Para medir a corrente é necessário interromper o circuito  A medida é

imperfeita por causa da queda de tensão do multímetro

(25)

Resistência

 Todos os materiais têm alguma resistência

que depende da seção transversal, do

comprimento, do material e da temperatura.

(26)

Tipos de resistor

(27)

Uso de resistores

 Aquecimento

 Limitação de corrente

 Polarização de transistores

 Modelo de resistência para grandes sistemas  Ajustar valores em torno de uma faixa

 Chaves “dimmer” (iluminação)

(28)

Notas sobre resistores

 Nunca exceda a potência nominal

 Exemplo: resistor de ¼ W alimentado com 5V:

 I = P/V

 I = 0.25 W / 5 V

 I = 0.050 A = 50 mA

 Diversos tamanhos disponíveis

 Coloque-os em torno dos outros componentes

 Geralmente feitos de fio ou carbono em volta

(29)

Código de cores

 Usado para definir o valor e a tolerância  Sistema de 4 faixas  1a faixa é o 1o digito  2a faixa é o 2o digito  3a faixa é o multiplicador  4a faixa é a tolerância Source: www.Digikey.com

(30)

Código de cores

 Outros modelos

 5 faixas

(31)

Cor 1a Faixa 2a Faixa Multiplicador Tolerência Preta 0 0 1X100 1.00% Marrom 1 1 1x101 2.00% Vermelha 2 2 1x102 Laranja 3 3 1x103 Amarela 4 4 1x104 Verde 5 5 1x105 0.50% Azul 6 6 1x106 0.25% Violeta 7 7 1x107 0.10% Cinza 8 8 1x108 0.05% Branca 9 9 1x109

Dourada n/a n/a 1x10-1 5.00%

Prateada n/a n/a 1x10-2 10.00%

(32)

Esquemáticos

 Simbolos representando componentes  Linhas são fios

+ Bateria Resistor Terra + V R I Circuito exemplo Terra é definido Como 0 v

(33)

Simbolos esquemáticos mais comuns

Name Symbol Units

Resistor Ohms

Potênciometro Ohms

Fonte de tensão Volts

Indutor Henries

Capacitor Farads

(34)

Capacitância

Bateria Capacitor Unidade = Farad Pico Farad - pF = 10-12F Micro Farad - uF = 10-6F

 O capacitor é usado para armazenar carga

(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)

Lei de Ohm

 Corrente = tensão / resistência

 I = V / R  V = I x R

 Definições

 Tensão = energia potencial, unidade = Volts

 Corrente = movimentação das cargas, unidade = Amps  Resistência = atrito, unidade = Ohms

 Exemplo

 Queda de tensão em cima de um resistor  V1 - V2 = I R

I R

V1

(42)

Associação de resistores

 Série:  A mesma corrente em todos elementos + I V R1 R2 Circuito série V = R1 I + R2 I = Reff I Reff = R1 + R2 Circuito Paralelo I = V/R1 + V/R2 = V/Reff 1/Reff = 1/R1 + 1/R2 + V R1 I R2 1 I2 I  Paralelo  A mesma tensão em todos elementos

(43)

Divisor de tensão

 Circuito resistivo em série  Reduz a tensão para um

nível desejado

 Vantagens:

 Simples

 Permite usar tensões

diferentes no mesmo circuito

 Desvantages:  Disssipa energia  Fácil de sobrecarregar + Vin R1 R2 I I Vout Divisor de tensão I = Vin/Reff = Vout/R2 Vout = Vin (R2 / (R1 + R2) )

(44)

Divisor de tensão variável

 Faz uso de um potênciometro

Divisor de tensão variável Vout = Vin (Rout / (Rvar + Rout) )

+ Vin Rvar Rout I I Vout

(45)

Protoboard

Exemplo de como inserir

Referências