ELT101: Introdução à engenharia
Histórico da Eletrônica Circuito Elétrico Tensão/Corrente Resistência/Capacitor/Indutor Lei de OhmThales (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
Charles Coulomb (1736-1806)
Discobriu a lei que
detemina a força entre dois objetos carregados
eletricamente
Coulumb é a
unidade de carga elétrica
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
Hans Oersted (1777-1851)
Descobriu que a corrente percorrendo um fio produz um campo magnético Oersted é uma das
unidades de magnetismo
Andre Ampere (1775-1836)
Propôs a teoria correta sobre a força elétromagnética Ampere é a unidade de corrente elétricaMichael Faraday (1791-1867)
Descobriu o principo da indução eletromagnética Inventou o motor elétrico Farad é a unidade de capacitânciaGeorg Ohm (1789-1854)
Descobriu a lei que
relaciona corrente e tensão num circuito elétrico
Ohm é a unidade de
resistência elétrica de um condutor
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 1906Fleming & 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
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.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.
Eletricidade
+ + + + + + + + + + Movimento aleatório + + + + + + + + + + +B a t t e r y
-
+
Movimento dos elétrons
Uma corrente elétrica é produzida quando
Circuitos
A corrente elétrica requer um caminho
fechado e condutivo
Estes caminhos são denominados circuitos
-+
ComponenteBateria
Fios são usados para interligar os
Circuitos
Todo circuito requer pelo menos 3 coisas:
Alimentação
Carga
Condutor
Alguns circuitos podem conter chaves ou
outros dispositivos
Circuitos
Exemplo de alguns componentes
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
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,
Podemos obter tensões de:
a bateria – 9V Verm.: 5V Amar.: 12V Preto: Ground Fonte de alimentação de PCFonte de alimentação convencional
Regulador 7805
Converte 9V para 5V
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 (+)
Corrente
O movimento
uniforme de elétrons num circuito é
chamado corrente.
Todos os esquemáticos usam o movimento convencional
Medição
Para medir a corrente é necessário interromper o circuito A medida éimperfeita por causa da queda de tensão do multímetro
Resistência
Todos os materiais têm alguma resistência
que depende da seção transversal, do
comprimento, do material e da temperatura.
Tipos de resistor
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)
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
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
Código de cores
Outros modelos
5 faixas
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%
Esquemáticos
Simbolos representando componentes Linhas são fios
+ Bateria Resistor Terra + V R I Circuito exemplo Terra é definido Como 0 v
Simbolos esquemáticos mais comuns
Name Symbol Units
Resistor Ohms
Potênciometro Ohms
Fonte de tensão Volts
Indutor Henries
Capacitor Farads
Capacitância
Bateria Capacitor Unidade = Farad Pico Farad - pF = 10-12F Micro Farad - uF = 10-6F O capacitor é usado para armazenar carga
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
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 elementosDivisor 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) )
Divisor de tensão variável
Faz uso de um potênciometro
Divisor de tensão variável Vout = Vin (Rout / (Rvar + Rout) )
+ Vin Rvar Rout I I Vout
Protoboard
Exemplo de como inserir