RESISTORES, CAPACITORES, BOBINAS E TRANSFORMADORES



Componentes importantes serão examinados nesta lição. Os componentes estudados fazem parte de todos os computadores, periféricos e circuitos eletrônicos de uso geral como, televisores, monitores, impressoras, amplificadores, etc. O conhecimento de suas funções é essencial para reparação de qualquer aparelho eletrônico ou para sua montagem. Além disso, conheceremos o princípio de funcionamento de alguns transdutores, ou seja, dispositivos que convertem energia como os alto-falantes, fones e microfones. Teremos finalmente, uma apresentação do mais importante de todos os instrumentos eletrônicos, o multímetro, com as aplicações básicas que você precisa conhecer para usá-lo na descoberta de problemas dos computadores e de muitos outros equipamentos eletrônicos:


  1. resistores

  2. potenciômetros e trim-pots

  3. capacitores

  4. bobinas e indutores

  5. corrente contínua, corrente alternada e transformadores

  6. transdutores: alto- falantes, fones e microfones

  7. os galvanômetros e os multímetros


  1. RESISTORES

Caso não haja limitação para a corrente elétrica num circuito, dada pela resistência de suas partes, a sua intensidade não poderá ser controlada e isso pode provocar uma conversão de energia em calor em uma quantidade além do previsto: é o caso do curto-circuito em que temos uma produção descontrolada de calor, com efeitos destrutivos.

Para reduzir, de maneira controlada, a intensidade da corrente, oferecendo-lhe uma oposição ou resistência, ou então para fazer cair a tensão num circuito a um valor mais conveniente a uma determinada aplicação, usamos componentes denominados resistores.

Os resistores mais comuns são os de película ou filme de carbono ou metálico, que tem o aspecto mostrado na figura 1.

Aquantidadede resistência que um resistor oferece à corrente elétrica, ou seja, sua resistência nominal é medida em ohms ( ) e pode variar entre 0,1 e mais de 22 000 000 .

Também usamos nas especificações de resistências os múltiplos do ohms, no caso o quilohm (k ) e o megohm (M ).

Assim, em lugar de falarmos que um resistor tem 4700 é comum dizermos 4,7 k ou simplesmente 4k7, onde oksubstitui a vírgula.

Para um resistor de 2 700 000 ohms falamos simplesmente 2,7 M ou então 2M7.




NO COMPUTADOR:

No computador além de usarmos muitos resistores, também empregamos múltiplos e submúltiplos de diversas unidades, O quilo (k) e o mega (M) indicando milhares e milhões podem ser encontrado nas especificações de quantidade de memória (quilobyte e megabyte abreviados por kB e mB) ou ainda de velocidade ( quilohertz e megahertz abreviados por kHz e MHz).

Como os resistores são componentes em geral pequenos, os seus valores não são marcados com números e letras, ou através de um código especial que todos os praticantes de eletrônica devem conhecer.

Neste código são usadas faixas coloridas conforme explicamos a partir da seguinte tabela:


TABELA 1


Cor

1º anel

2º anel

3º anel

4º anel

Preto

-

0

x1

-

Marrom

1

1

x10

1%

Vermelho

2

2

x100

2%

Laranja

3

3

x1000

3%

Amarelo

4

4

x10000

4%

Verde

5

5

x100000

-

Azul

6

6

x1000000

-

Violeta

7

7

-

-

Cinza

8

8

-

-

Branco

9

9

-

-

Prata

-

-

x0,01

10%

Dourado

-

-

x0,1

5%


Partindo desta tabela, o valor de um resistor é dado por 3 ou 4 faixas coloridas que são lidas da ponta para o centro, conforme mostra a figura 2.

Vamos supor que estejamos de posse de um resistor cujas cores na ordem são: amarelo, violeta, vermelho e dourado (figura 2). Qual será o seu valor?



A primeira e a segunda faixa fornecem os dois algarismos da resistência, ou seja:

Amarelo=4

Violeta=7

Formamos assim, a dezena 47.

A terceira faixa nos dá o fator de multiplicação, ou quantos zeros devemos acrescentar ao valor já lido.

No caso temos:

Vermelho = 00 ou x 100

Temos então 47 + 00 = 4700 ohms ou 4k7.

A quarta faixa nos diz qual é a tolerância no valor do componente, quando ela existe. Se esta faixa não existe, temos um resistor de 20%, ou seja, que pode ter até 20% de diferença entre o valor real da resistência que ele apresenta e o valor que temos na marcação.

No nosso caso, a faixa dourada diz que se trata de um resistor com 5% de tolerância.

Existem resistores “de fio” que por serem maiores, têm a marcação de resistência feita diretamente com números e outras indicações.


NO COMPUTADOR:

Examine uma placa de computador (será interessante você conseguir uma placa usada ou queimada em algum depósito de sucata). Veja quantos resistores ela tem. Procure ler seus valores pelo código que explicamos.


Vimos na lição anterior que, quando uma corrente elétrica força uma passagem por um meio que lhe ofereça oposição ela despende energia na forma de calor. No caso do resistor, se o componente não for capaz de transferir este calor para o meio ambiente, ele acaba por aquecer demais e queimar.

A capacidade de um resistor de transferir calor para o meio ambiente está diretamente ligada ao seu tamanho (superfície de contato com o ar). Esta capacidade é dada pela potência (dissipação) do resistor, a qual é expressa em watts (W).

Assim, os menores resistores são de 1/8 ou 1/4 W enquanto que os maiores podem chegar a 20 ou mais watts (alguns fabricantes especificam as potências em valores decimais como 0,125 W ). Estes resistores de grandes potências são de material resistentes à alta temperatura e em lugar do carbono ou filme metálico são feitos fios de nicromo (uma liga de metais). São chamados também de resistores de fio (figura 3).


ATENÇÃO


Os resistores de grande porte físico são do tipo resistor de fio, e estes são usados em circuito que consome corrente elevada.


EX: Encontramos na fonte de alimentação dos computadores, monitores.


CIRCUITO SÉRIE DE RESISTORES

Quando ligamos resistores em série, conforme mostra a figura 4, a resistência resultante que obtemos equivale à soma das resistências dos vários resistores. Na figura 4 temos a associação de resistores de 22,33 e 100 ohms, que resulta numa resistência total de 155 ohms

FORMULA


R equivalente = R1+R2+R3 ....Rn


R total = R1+R2+R3


R total = 155

CIRCUITO PARALELO DE RESISTORES


Na associação (ou ligação) em paralelo, a resistência equivalente é dada pela fórmula:

Reg = R1 x R2

R1 + R2 ou 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2


Para o caso da figura 5, a resistência equivalente à ligação de um resistor de 20 ohms com um de 30 em paralelo é de 12 .

Observe que na ligação em série obtemos resistências maiores do que a dos resistores associados e na ligação em paralelo obtemos resistências menores.


Fórmula para duas resistências.

Reg = 30 x 20 = 600 = 12

30 + 20 50


ATENÇÃO

Quando não temos um determinado valor de resistor, podemos substituir por dois ou mais resistores em paralelo ou em série.



NO COMPUTADOR

Resistores podem ser ligados em série e em paralelo nos computadores. O conceito de que qualquer coisa que tenha uma certa resistência pode ser ligada em série e em paralelo e podemos calcular a resistência equivalente, é importante no estudo dos computadores.


  1. POTENCIÔMETROS E TRIM-POTS

São resistores variáveis, ou seja, dispositivos que podemos usar para variar a resistência apresentada à circulação de uma corrente elétrica.

Na figura 6 temos os aspectos destes componentes.

São constituídos por um elemento de resistência, que pode ser de carbono ou fio de nícromo, sobre o qual corre uma lingüeta denominada cursor. Conforme a posição deste cursor temos a resistência apresentada pelo componente.

Veja que, tomando o potenciômetro ou trimpot da figura 7, à medida que o cursor vai de A para B, aumenta a resistência entre A e X ao mesmo tempo que diminui a resistência entre X e B.

A resistência total entre A e B é a resistência nominal do componente, ou seja, o valor máximo que podemos obter.


TRIMPOTResistor de ajuste localizado geralmente nos circuitos. Com ajuste interno do equipamento pelo usuário.

POTENCIÔMETRO - Resistor de ajuste, localizado geralmente no setor frontal do equipamento.



Podemos encontrar potenciômetros e trimpots com valores na faixa de fração de ohms até milhões de ohms.

Se o mesmo eixo controlar dois potenciômetros, diremos que se trata de um potenciômetro duplo.

Alguns potenciômetros incorporam um interruptor que é controlado pelo mesmo eixo, como acontece com os controles de volume de rádios e amplificadores. No mesmo controle podemos aumentar e diminuir o volume e ligar e desligar o aparelho (figura 8).


Os potenciômetros são usados em diversas funções, como por exemplo, controles de volume, controle de tonalidade, sensibilidade, já que permitem o ajuste, a qualquer momento, das características desejadas.

Já os trimpots são usados quando se deseja um ajuste único, ou seja, somente num determinado momento, levando o aparelho a um comportamento que deve ser definitivo (é claro que o ajuste pode ser refeito sempre que necessário, mas o trimpot normalmente fica dentro do aparelho, que nesse caso precisa ser aberto).



Na figura 9 mostramos um trimpot de precisão, do tipo multivoltas, muito usado em equipamentos de precisão.


NO COMPUTADOR

Encontramos facilmente potenciômetros nos monitores de vídeo. São eles que fazem o ajuste do brilho, contraste e posicionamento da imagem na tela.

Nos sistemas multimídia encontramos potenciômetros como controles de volume e tom nas caixas amplificadas ou nos drives de CD-ROM.


  1. CAPACITORES

Os capacitores (que também são chamados erroneamente de condensadores) são componentes eletrônicos formados por conjuntos de placas de metal entre as quais existe um material isolante que define o tipo. Assim, se o material isolante for a mica teremos um capacitor de mica, se for uma espécie de plástico chamado poliéster, teremos um capacitor de poliéster.

Duas placas, tendo um material isolante entre elas (chamado genericamente dielétrico), adquirem a propriedade de armazenar cargas elétricas e com isso energia elétrica. Na figura 10 mostramos um capacitor em que o dielétrico é o vidro e as placas, chamadas armaduras são planas. Quando encostamos uma placa na outra ou oferecemos um percurso para que as cargas se neutralizem, interligando as armaduras através de um fio, o capacitor se descarrega.

A capacidade de um capacitor em armazenar cargas, melhor chamada de capacitância, é medida em Farad (F), mas como se trata de uma unidade muito grande, é comum o uso de seus submúltiplos.

Temos então o microfarad (F) que equivale à milionésima parte do Farad ou 0,000 001 F. Em capacitores muito antigos encontramos o microfarad abreviado como mFd.

Um submúltiplo ainda menor é o nanofarad, que equivale a 0,000 000 001 F ou a milésima parte do microfarad e é abreviado por nF.

Temos ainda o picofarad (pF) que é a milésima parte do nanofarad ou 0,000 000 000 001 F.



É comum a utilização de potências de 10 para expressar números com muitos zeros. Assim temos as indicações da tabela 2:

TABELA 2



1F = 10-6F

`1nF = 10-9 F

1pF = 10-12F


Veja então que 1 nF equivale a 1 000 pF e que 1 F equivale a 1 000 nF ou 1 000 000 pF.





Os capacitores tubulares, que são formados por folhas de condutores e dielétricos enrolados são usados em circuitos de baixas freqüências enquanto que os possuem armaduras e dielétricos planos são usados em circuitos de altas freqüências. O porque será visto em lições futuras.

Um tipo importante de capacitor é o eletrolítico, cuja estrutura básica é mostrada na figura 12.

Uma de suas armaduras é de alumínio que, em contato com uma substância quimicamente ativa, se oxida formando uma finíssima camada de isolante que vai ser o dielétrico.

Desta forma, como a capacitância é tanto maior quanto mais fino for o dielétrico, podemos obter capacitâncias muito grandes com um componente relativamente pequeno.

É preciso observar que os capacitores eletrolíticos são componentes polarizados, ou seja, a armadura positiva ser sempre a mesma. Se houver uma inversão, tentando-se carregar a armadura positiva com cargas negativas, o dielétrico será destruído e o capacitor inutilizado.

Na família dos capacitores eletrolíticos temos um tipo que emprega uma substância que permite obter capacitâncias ainda maiores que as obtidas pelo óxido de alumínio. Trata-se do óxido de tântalo, o que nos leva aos capacitores de tântalo (figura 13).

Estes capacitores podem ser encontrados na faixa de 0,1 F até de 100 000 F.


Simbologia


Capacitor eletrolítico (símbolo)


a) c)

b)

NO COMPUTADOR

Nas placas dos computadores, fontes e diversos dispositivos encontramos capacitores de todos os tipos estudados, de acordo com sua função e valor. Assim, nas fontes de destacam os eletrolíticos de valores elevados e nas placas mãe podemos encontrar os tipos de tântalo e cerâmicos em predominância.


Além da capacitância os capacitores possuem ainda uma outra especificação muito importante: a tensão de isolação ou de trabalho.

Se aplicarmos uma tensão muito grande às armaduras de um capacitor, a ddp (diferença de potencial) entre estas armaduras pode ser suficiente para provocar uma centelha que atravessa o dielétrico e causa a destruição do componente. Assim, nunca devemos usar um capacitor num circuito que mantenha uma tensão maior do que a especificada. Na figura 14 mostramos a maneira como normalmente é especificada esta tensão máxima.

Para alguns tipos de capacitores também existem códigos especiais para especificações de valores.

Os cerâmicos de discos, conforme mostra a figura 15, por exemplo, possuem dois tipos de especificações que não devem ser confundidas.

Para os pequenos valores, temos a especificação direta em picofarad (pF) em que existe uma última letra maiúscula que indica a sua tolerância, ou seja, a variação que pode haver entre o valor real e o valor indicado.


F = 1%

J = 5%

M = 20%

H = 2,5%

K = 10%


Observe que o “K” é maiúsculo neste caso, não deve ser confundido com “k” minúsculo que indica quilo ou x 1 000.

Para os valores acima de 100 pF pode ser encontrado o código de 3 algarismos, conforme mostra a figura 16.


Simbologia

Capacitor simples


a) b)





Neste caso, multiplica-se os dois primeiros algarismos pelo fator dado pelo terceiro. Por exemplo, se tivermos um capacitor com a indicação 104:

Temos que acrescentar 4 zeros ao 10 obtendo 10 0000 pF ou então 10 por 10 000 = 100 000 pF o que é a mesma coisa.

E, é claro que devemos considerar a divisão por 1000 se quisermos obter os valores em nanofarad.

Assim, 104 que resulta em 100 000 pF é o mesmo que 100 nF.

Para os capacitores cerâmicos temos também a marcação direta, conforme mostra a figura 17 em que os valores são dados em microfarad (F).

Para obter o equivalente em nanofarad basta multiplicar por 1 000: assim 0,01 F equivale a 10 nF.


Capacitor de disco de pequena capacitância.

ATENÇÃO:

Quando o capacitor está descarregado, e aplicamos uma tensão (DCV) neste capacitor, neste instante passa a existir uma corrente instantânea, e em seguida com o capacitor carregado, a corrente deixa de existir, ou seja, a corrente é igual a zero.

NOS COMPUTADORES

Nos computadores a maioria dos circuitos opera com tensões de 5 ou 12V. Isso significa que os capacitores usados devem ser especificados para operar com tensões pouco acima destes valores. Apenas nas fontes de alimentação ou em pontos mais críticos é que encontramos capacitores com tensões de trabalho mais elevadas.


Como nos casos dos resistores, também existem capacitores variáveis.

Na figura 18 mostramos os tipos mais comuns, os trimmers e os capacitores variáveis propriamente ditos.

Os trimmers são capacitores de ajuste com valores pequenos, normalmente de alguns picofarad. São especificados pela faixa de valores que podem adquirir. Um trimmer de 2-20 pF é um trimmer que pode ter sua capacidade ajustada entre estes dois valores.

Os variáveis são usados em sintonia e podem ser especificados pela capacitância máxima, ou seja, quando estão com o eixo todo fechados.

Também podemos associar capacitores em série e paralelo, conforme indica a figura 19.

Na associação em paralelo, todos os capacitores ficam submetidos à mesma tensão e o valor final obtido é a soma das capacitâncias associadas.

Na associação em série, os capacitores ficam submetidos a tensões diferentes, mas adquirem a mesma carga em suas armaduras. A capacitância equivalente (C) é dada pela fórmula:


1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 + 1/cn



Se tivermos mais capacitores basta acrescentar a expressão 1/Cn onde Cn é a capacitância destes capacitores adicionados à soma.


NO COMPUTADOR:

Podemos encontrar capacitores associados em alguns pontos dos computadores, mas isso é raro. O caso mais importante ocorre quando não temos um capacitor do valor desejado e ligamos dois ou mais de certa forma a obter este valor desejado.







  1. BOBINAS OU INDUTORES

Muitas (ou poucas) voltas de fio enroladas de modo a formar uma bobina nos levam a um importante componente eletrônico. As bobinas ou indutores apresentam propriedades elétricas principalmente em relação ás variações rápidas de corrente. Estas propriedades são dadas pelo que chamamos de indutância.

A indutância de uma bobina é medida em Henry (H) e também é comum o uso de seus submúltiplos: o milihenry (mH) que vale a milésima parte do henry e o microhenry (uH) que equivale à milionésima parte do henry. Na figura 20 temos alguns tipos de bobinas e indutores encontrados nos computadores e em muitos circuitos eletrônicos.


As bobinas de poucas espiras, sem núcleos ou com núcleo de ferrite (que aumentam sua indutância) são usadas em circuitos de altas freqüências ou que trabalham com variações muito rápidas de corrente. Já as bobinas de muitas espiras, os choques de filtro, por exemplo, que podem ter núcleos de ferrite ou mesmo ferro laminado trabalham com correntes de médias e baixas freqüências.


NO COMPUTADOR

As bobinas são componentes importantes do computador podendo ser encontradas em diversas funções. Uma delas é justamente “filtrar” variações muito rápidas da corrente que poderiam afetar o funcionamento de certas partes críticas. Os denominados filtros de linha e alguns outros tipos de filtros fazem uso desta propriedade das bobinas e seu funcionamento ficará claro à medida que nos aprofundamos no estudo.



CIRCUITOS DE TEMPO, INDUTORES E CAPACITORES EM CA, SOM E ONDAS DE RÁDIO


Nesta lição analisaremos o que ocorre com os capacitores e os indutores tanto em circuito de corrente contínua como em circuitos de corrente alternada.

Estudaremos também um pouco da natureza dos sons e das ondas de rádio, que são utilizados em diversos tipos de aparelhos eletrônicos inclusive nos computadores. Distinguiremos bem estes dois tipos de vibrações para que os leitores não tenham dúvidas sobre todas as suas aplicações e propriedades. Teremos os seguintes itens a estudar:


  1. Circuito RC

  2. Circuito LC

  3. Capacitores em circuitos de corrente alternada

  4. Indutores em circuitos de corrente alternada

  5. O som

  6. Ondas de rádio



  1. CIRCUITO RC

Quando associamos um resistor e um capacitor em série, conforme mostra a figura 21.

Obtemos um circuito RC série que apresenta propriedades bastante interessantes que serão analisadas a partir de agora.


Supondo que inicialmente a chave S1 esteja aberta e que o capacitor esteja completamente descarregado, é óbvio que a tensão entre as suas armaduras será nula (zero volt).

No instante em que fechamos a chave, estabelecendo assim uma corrente no circuito, como o capacitor está completamente descarregado, começa a fluir uma corrente que tende a carregá-lo. Neste instante inicial, o capacitor se comporta como uma resistência praticamente nula, de modo que a corrente que circula pelo circuito é limitada apenas pelo valor do resistor. Esta corrente é então máxima no instante em que ligamos a chave S1.

À medida que o capacitor se carrega, a tensão entre suas armaduras começa a subir (lembre-se que ele estava com zero volt no momento em que ligamos o circuito), o que significa que existirá uma diferença de tensão menor entre a bateria e o próprio capacitor para “bombear” mais cargas. Em outras palavras, à medida que o capacitor se carrega ele passa a representar uma resistência maior para a circulação da corrente, diminuindo assim a velocidade com que as novas cargas são transferidas para as suas armaduras.

Fazendo um gráfico do que ocorre temos então uma “subida” inicialmente rápida da tensão nas armaduras, mas à medida que o capacitor se carrega a carga vai se tornando mais lenta, conforme mostra a figura 22.


Observe que, como a velocidade da carga diminui à medida que a tensão nas armaduras se eleva, ela nunca chega a ser igual à estabelecida pela bateria. Em outras palavras, temos uma curva exponencial que se aproxima infinitamente da tensão aplicada ao circuito, mas que na verdade nunca chega a ela.

A curva exponencial que o gráfico mostra pode ser estabelecida através de uma fórmula que é muito usada nos cálculos que envolvam circuitos de temporização, osciladores, e é importante para se determinar as velocidades máximas em que podem operar os circuitos de computadores. No entanto, para os nossos leitores que procuram um conhecimento básico existe um valor que pode ser calculado de maneira simples e que aparece muito nas especificações de circuitos que envolvam tempo e em centenas de projetos de circuitos eletrônicos.

Trata-se da constante de tempo de um circuito RC e que é abreviada normalmente por “t”.

A constante de tempo, de um circuito RC é obtida multiplicando-se o valor do resistor (R) em ohms pelo valor do capacitor (C) em Farad, obtendo-se um valor em segundos.

t = R x C




Mas, o que significa este valor?

O valor RC nos diz quanto tempo decorre entre o instante em que a chave S1 é fechada até que a tensão no capacitor cheque a 63% do valor da tensão aplicada pela bateria ou fonte externa. Veja o leitor que o mesmo raciocínio também é válido para a descarga de um capacitor, conforme mostra a figura 23.


Assim, partindo de um capacitor completamente carregado, em que a tensão entre as armaduras é máxima, no momento em que fechamos a chave S1, a descarga começa através do resistor R.

À medida que a tensão cai, entretanto, a corrente de descarga também diminui de modo que a descarga se torna cada vez mais lenta, obtendo-se um gráfico conforme mostrado na figura 24.



Este gráfico também nos fornece uma curva exponencial que nunca encontra com a horizontal de zero volt, o que quer dizer que teoricamente o capacitor nunca se descarrega completamente.

Aplicando a mesma fórmula da constante de tempo T = R x C obtemos um ponto muito importante neste gráfico: o instante em que a tensão nas armaduras do capacitor é de 37% da tensão com que ele estava inicialmente carregado.

Os circuitos de tempo são muito importantes na eletrônica. Um exemplo é dado na figura 25 em que temos um dispositivo que “sente” quando a tensão na sua entrada atinge um determinado valor, por exemplo, 2/3 da tensão de alimentação, o que está bem próximo dos 63% da constante de tempo do circuito RC.


Neste circuito, depois de decorrido o tempo determinado pelos componentes RC da rede de tempo, quando a tensão atinge 2/3 da tensão de alimentação, o dispositivo “sente” este valor e realiza alguma função ligando ou desligando uma carga externa. Trata-se de um temporizador.


NO COMPUTADOR

Os circuitos internos de um computador e qualquer placa na verdade são formados de resistores e capacitores. Assim, eles se comportam como “redes RC” e por isso não conseguem mudar rapidamente de estado, ou seja, não é possível fazer com que as tensões mudem rapidamente de valor. Ora, num computador todo o funcionamento está baseado nestas mudanças de valor das tensões que passam pelos denominados “níveis lógicos” de que falaremos oportunamente. Isso significa que é muito importante para os projetistas diminuir ao máximo os efeitos das capacitâncias de placas e outros componentes de modo que eles se tornem rápidos. Assim, é a capacitância que juntamente com as resistências dos circuitos, o principal fator que limita a velocidade de operação de todos os dispositivos do PC.



  1. CIRCUITO LC

Uma bobina (Indutor) e um resistor ligados em série, conforme mostra a figura 26, formam um circuito LC.

Supondo inicialmente que neste circuito a chave S1 esteja aberta, a corrente circulante será nula. Não haverá campo magnético criado pelo indutor.

No instante em que o interruptor é fechado, a corrente tende a se estabelecer circulando pelo resistor e pelo indutor onde vai criar um campo magnético.





No entanto, o campo magnético que a corrente tende a criar, tem linhas de força que se expandem e que cortam as espiras do próprio indutor de modo a induzir uma corrente que se opõe àquela que está sendo estabelecida, conforme mostra a figura 27.


O resultado disso é que inicialmente a corrente no indutor encontra uma forte resistência que diminui consideravelmente sua intensidade.

Fazendo um gráfico para visualizar melhor o que ocorre, vemos que no instante em que a chave (S1) é fechada, a corrente é praticamente nula. Somente à medida que as linhas do campo magnético criado pela bobina vão se expandindo é que sua oposição é corrente diminui e ela pode aumentar de intensidade. Como no caso do capacitor, temos para a corrente uma curva de crescimento exponencial que é mostrada na figura 28.


Também neste caso teoricamente a corrente nunca atinge o máximo, que é o valor dado apenas pelo resistor.

A constante de tempo de circuito é obtida quando multiplicamos o valor da indutância do indutor em henry (H) pelo valor do resistor em ohms ().


t = L x R


Numericamente este valor nos diz, depois de quanto tempo a partir do instante em que fechamos a chave que a corrente atinge 63% do valor máximo.








Do mesmo modo, partindo do circuito em que a corrente seja máxima no indutor e que momentaneamente seja comutada, conforme mostra a figura 29, a constante de tempo RL também nos dá uma informação importante.


Com a interrupção da corrente, as linhas do campo magnético se contraem induzindo uma corrente que vai circular pelo resistor, dissipando assim a energia existente no circuito na forma de calor. A corrente induzida é inicialmente alta e gradualmente vai caindo, obtendo-se um gráfico conforme mostra a figura 30.


Neste gráfico o ponto que corresponde ao produto L x R nos fornece o instante em que a corrente cai a 37% do valor máximo. Trata-se da constante de tempo do circuito LR.


Nas aplicações práticas, dada a dificuldade de se obter indutores de valores muitos altos (o que não ocorre com os capacitores) os circuitos RL não são usados senão nos casos em que se necessitam de tempos muito pequenos de retardo para temporização ou outras aplicações.

Acima de alguns milihenries, a obtenção de um indutor já se torna problemática, pois estes componentes começam a se tornar volumosos, caros e pesados.


NO COMPUTADOR

Os fios e as trilhas de cobre que conduzem as correntes nas placas de circuito impresso as comportam como indutores. Tanto maior será seu valor quanto mais compridas forem e quanto mais curvas tiverem. Isso significa que, do mesmo modo que as capacitâncias indesejáveis dos circuitos, os fios e trilhas de cobre, por apresentarem certa indutância, limitam a velocidade de funcionamento dos circuitos.




Estes fatores também são muito importantes quando vamos ligar dois dispositivos por meio de um cabo, por exemplo, o computador a uma impressora, O fato do cabo apresentar capacitâncias e indutâncias indevidas (por menores que sejam), impede que ele funcione bem além de um certo comprimento.

As indutâncias e as capacitâncias impedem que os sinais sejam transmitidos sem deformações de um ponto a outro dos circuitos.


  1. CAPACITORES EM CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA

No item (a) desta lição vimos o que ocorre com um capacitor, associado com um resistor, num circuito de corrente contínua, ou seja, em que estabelecemos uma corrente num sentido único para a carga ou descarga do capacitor.

O que aconteceria com um capacitor se ele fosse usado num circuito alimentado por corrente alternada?

Conforme já vimos na lição anterior, numa corrente alternada o fluxo de cargas inverte-se rapidamente e de forma constante, no nosso caso a razão de 60 vezes por segundo. Isto é, em cada segundo a corrente circula 60 vezes num sentido e 60 vezes noutro. A inversão não se faz de maneira rápida, mas sim suave, de modo que, partindo de um instante que a corrente é nula, ela cresce suavemente até atingir o máximo num sentido, para depois diminuir até se tornar nula novamente.

Depois, ela inverte crescendo suavemente até o máximo no sentido oposto para depois diminuir, isso num processo contínuo que nos dá um gráfico conforme mostra a figura 31.

A curva representada neste gráfico recebe o nome de senóide, de modo que a corrente que obtemos nas tomadas de nossas casas é senoidal de 60hertz. (Alguns países usam correntes de 50 hertz).

O que acontece se ligarmos um capacitor a um circuito que forneça uma corrente desta conforme mostra a figura 32?

Partindo de um instante em que a tensão seja nula, à medida que ela aumenta de valor numa certa polaridade, ela “bombeia” cargas para o capacitor, que começa a carregar com a mesma polaridade. Quando a tensão alternada atinge o máximo num sentido, o capacitor também atinge sua carga máxima.

Depois, quando a tensão diminui, as cargas se escoam do capacitor até que, quando a tensão na rede atinge zero, o capacitor também estará descarregado.

No semiciclo (metade do ciclo) seguinte, a corrente começa a aumentar, mas no sentido oposto, carregando assim as armaduras do capacitor com a polaridade oposta, tudo conforme mostra a seqüência da figura 33.