ÍNDICE DE CONTEÚDO
Entender o conceito de tensão, corrente e resistência elétrica é fundamental para dar os primeiros passos no mundo da eletrônica. Após o entendimento dessas grandezas e a aplicação da 1° Lei de Ohm é adquirida uma base fundamental para dar sequência aos estudos. Nesse artigo vamos apresentar tais conceitos assim como a 1° Lei de Ohm.
Unidades
Antes de entrar nos conceitos alvos desse artigo é interessante apresentarmos as grandezas elétricas, unidade e notação. Vamos trabalhar com grandezas no sistema internacional (SI). O nome da grandeza geralmente é em homenagem a grandes cientistas.
Neste artigo vamos trabalhar com as seguintes grandezas:
- Tensão: unidade volt (V) em homenagem a Alessandro Volta;
- Corrente: Unidade ampere (A), em homenagem a André Marie Ampère;
- Resistência: Unidade Ohm (Ω), em homenagem a Georg Simon Ohm.
(Em seguida vamos apresentar sobre a Lei de Ohm)
Para facilitar a escrita de valores são utilizados prefixos que facilitam a indicação. Esses prefixos em potência de 10 são colocados antes da unidade que representa a grandeza. A tabela 1 exibe os prefixos mais utilizados. Deve-se respeitar o uso de letras maiúsculas e minúsculas, pois podem influenciar no valor da grandeza:
Tabela 1 – Prefixos do sistema internacional
|
Prefixo |
Simbolo |
potencia base 10 |
|
tera |
T |
1012 |
|
giga |
G |
109 |
|
mega |
M |
106 |
|
kilo |
k |
103 |
|
– |
– |
100 |
|
mili |
m |
10-3 |
|
micro |
µ |
10-6 |
|
nano |
n |
10-9 |
|
pico |
p |
10-12 |
Resistência
Os materiais possuem facilidade ou dificuldade para a passagem de uma corrente elétrica. Isso ocorre devido à quantidade de elétrons na sua última camada. Os metais possuem poucos elétrons na sua última camada, por exemplo o cobre possui 1 elétron. Dessa forma este elétron está fracamente atraído ao núcleo podendo ser facilmente movimentado entre os átomos. Elementos que possuem a camada exterior completa são isolantes, e no caso dos semicondutores, que possuem 3 ou 4 elétrons na sua última camada, podem ser usados como isolantes ou condutores dependendo das ligações entre os átomos vizinhos.
A oposição à passagem de corrente é chamada de resistência elétrica. Todo material possui uma certa resistência elétrica, isso ocorre devido ao “choque” dos elétrons nos átomos durante a movimentação. O efeito causado por essa oposição é o calor. Determinados átomos oferecem maior resistência à passagem dos elétrons, produzindo mais calor.
Dessa forma parte da energia aplicada é transformada em calor, esse efeito é chamado de efeito Joule. É o mesmo utilizado para aquecer a água do nosso chuveiro ou aquecer um forno elétrico. Porém em muitos casos na eletrônica, esse efeito torna-se uma perda para o sistema em forma de calor.
A unidade de Resistência elétrica é o Ohm cujo o símbolo é representado pela letra grega “Omega” (Ω). Ela é representada geralmente pela letra R em equações e circuitos. (No final desse texto apresentaremos sobre a Lei de Ohm)
Resistores
O componente que usa esse princípio para construção dos circuitos elétricos é o Resistor. O resistor é construído de tal forma que tenha uma resistência conhecida para que possa ser aplicado no circuito. Além da resistência conhecida, o resistor também é construído para uma potência desejada. Isso vai depender do material e tamanho do resistor.
Existem diversos tipos de resistores para diversas aplicações. Para aplicações em eletrônica geralmente são construídos de fio, filme de carbono e filme metálico. E possuem aparecia conforme figura 1:
Figura 1 – Resistores comuns em eletrônica
Para montagem de superfície, SMD, também são usados resistores como os mostrados na figura 2:
Figura 2 – Resistores SMD
Existem também casos onde deseja-se transformar a energia elétrica em calor. Nesse caso, geralmente chamados de “resistências”, os resistores possuem tamanhos maiores, consequentemente potências maiores e são feitos de fio. Como pode ser observado na figura 3:
Figura 3 – Resistência de Chuveiro
Na eletrônica são muito utilizados os resistores variáveis, conhecidos com potenciômetros ou trimpots. A figura 4 exibe alguns exemplos:
Figura 4 – diversos tipos de potenciômetros
Simbologia
Figura 5 – Simbologia para resistores
Tensão
Resumidamente a tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos. Sua unidade é o volt (V) e é representada nas equações e circuitos geralmente pelas letras U e V.
Ela é fornecida ao circuito através de um gerador. Geralmente nos circuitos eletrônicos os geradores são baterias, que transformam a energia química em elétrica. Há também geradores mecânicos, solares, térmicos, magnéticos, etc.
Corrente
É o fluxo de elétrons em um condutor quando submetido a uma diferença de potencial. Geralmente essa diferença de potencial é controlada por algum tipo de gerador, que transforma um tipo de energia em energia elétrica, por exemplo, uma bateria.
A corrente elétrica pode causar alguns efeitos, por exemplo, o efeito térmico e efeito luminoso, que usamos em nosso dia a dia.
A unidade de corrente elétrica é o ampère (A) e é geralmente representada em equações e circuitos pela letra I.
O sentido real da corrente elétrica ocorre com o movimento do elétrons saindo do terminal negativo para o positivo. Na prática usa-se o sentido convencional, ou seja, adota-se o sentido do fluxo de elétrons saindo do terminal positivo para o negativo.
Lei de Ohm
Georg Simon Ohm fez diversos testes para verificar a relação entre tensão, corrente e resistência. A primeira lei de Ohm é formulada como:
“A corrente que flui por um resistor é proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional ao valor de sua resistência”.
Figura 6 – Lei de Ohm: Circuito básico com resistor
Representada matematicamente por:
I = V/R (Corrente é igual ao valor da diferença de tensão dividido pela resistência)
Exemplo de aplicação da Lei de Ohm:
Supondo um circuito simples composto de uma fonte e uma resistência apenas. A fonte possui uma tensão de 12 V e a resistência o valor de 4,7 KΩ. Qual o valor da corrente que flui no circuito?
I = V/R = 12/4700 = 2,55 mA
Conclusão – Lei de Ohm
Este artigo apresentou os conceitos básicos para eletricidade. Entender tais conceitos é fundamental para o desenvolvimento das habilidades na área de eletro-eletrônica. A partir desse ponto conseguimos evoluir para a análise de circuitos, entendo a influência de cada componente.
Imagem de destaque: Build Electronic Circuits
Engenheiro, especialista em sistemas embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil.
Também atua no ensino eletrônica e programação. É entusiastas do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware.
Com iniciativas como o projeto Franzininho e projetos na área de educação, leva a cultura maker para o Brasil capacitando e incentivando professores e alunos a usarem tecnologia em suas vidas. Participou da residência hacker 2018 no Red Bull Basement.
Ótimo artigo, obrigado por disponibilizar.
Muito Obrigado Leonardo.
Muito bom.
Gostei da tua forma de explicar cada detalhe.
Obrigado Carlos. Espero trazer mais conteúdos sobre esse assunto em breve.
Abraços,
Olá! Parabéns pelo conteúdo aqui disposto! Tenho um projeto de aplicativo de uma startup que estou fundando! Gostaria de saber se você tem interesse em fazer um orçamento de um projeto na sua área, de um hardware que sanaria um obstáculo do projeto de software.
Olá Marcelo, grato pelo comentário. Infelizmente não tenho tempo hábil para outros projetos. Abraços
Amei seu texto. Muito bem escrito, de fácil entendimento, com informação detalhada. Me ajudou muito na montagem de um relatório, obrigada e parabéns!
Olá Alanis, muito obrigado pelo feedback. Fico feliz em saber que o texto te ajudou.