Cap. 1.2. Os componentes: Resistor

Cap. 1.2. Os componentes: Resistor

22/11/2017

  O resistor é um dos três componentes fundamentais da eletrônica, embora o nome seja usado em qualquer material que gere oposição a passagem de elétrons.

  Existem vários tipos de resistores. Os mais utilizados serão mostrados aqui. Cada tipo de resistor possui um símbolo que o representa em diagramas elétricos. Veja abaixo os principais símbolos.

   A resistência elétrica é medida em Ohms e simbolizada pela letra grega ômega maiúscula. Abaixo temos os prefixos mais utilizados e seus respectivos valores.

  Curiosidade: a palavra Ohm vem do sobrenome do matemático que estudou sobre o assunto: Georg Simon Ohm (1789-1854).

  Um condutor que tenha uma resistência de 1 Ohm terá uma queda de tensão de 1 volt a cada 1 ampere de corrente que circular por ele.

   Se você leu o Capítulo 1.0, viu que há bons condutores e também isolantes. Materiais que possuem uma resistência elétrica muito alta são chamados de isolantes. Estes materiais com resistência elétrica alta são feitos de elementos químicos que possuem uma forte ligação do núcleo com os elétrons que estão na órbita dos átomos, ocasionando uma má circulação de elétrons. Um exemplo de material isolante de energia é a borracha e o plástico.

  No Capítulo 1.0 há mais detalhes sobre esses materiais, no tópico sobre rigidez dielétrica. Clique aqui para acessar!

  No Capítulo 1.2 desta série, foi mostrado as fórmulas matemáticas básicas para se calcular a corrente, a tensão e a resistência elétrica. Clique aqui para acessar!

  EXEMPLO 1:

  Num circuito há uma fonte de 16 Volts e 5 resistores: Resistor 1 = 50 Ohms; R2 = 120 Ohms; R3 = 330 Ohms; R4 = 290 Ohms; R5 = 680 Ohms.

 Para saber a corrente que irá passar por cada resistor, devemos dividir a tensão pela resistência:

 

  16 / 50 = 0,32 A = 320 mA

  16 ./ 120 = 0,13 A = 133 mA

  16 / 330 = 0,048 A = 48 mA

  16 / 290 = 0,055 A = 55 mA

  16 / 680 = 0,023 A = 23 mA

 

  A corrente sempre será menor onde a resistência for maior.

  Há casos em que resistores axiais ou SMD precisam ser agrupados para se obter uma determinada resistência. Existem três formas de fazer isso: Colocar os resistores em série, ou em paralelo ou até mesmo série-paralelo. É o que vamos estudar agora.

  Observe este circuito ao lado. há dois resistores em série. A resistência total deste circuito é a soma da resistência dos dois resistores.

 

  EXEMPLO 2:

  Se R1 tem valor de 200 Ohms e R2 possui valor de 390 Ohms, a resistência será de:

  200 + 390 = 590 Ohms

 

  A corrente elétrica que passa por estes resistores será de:

 

    16 Volts / 590 = 0,027 A = 27 mA

 

  E é desta forma que se calcula corrente e resistência de resistores em série.

  Observe este circuito ao lado. Ele é o mesmo do EXEMPLO 1. Os resistores estão em paralelo.

  Vamos utilizar os mesmos valores do EXEMPLO 1:

  R1 = 50

  R2 = 120

  R3 = 330

  R4 = 290

  R5 = 680

  Para saber a resistência total devemos utilizar a fórmula matemática:

  Onde: 1 / Rt é 1 dividido pelo resultado da fórmula.

  Ou seja:

 

  (1 / 50) + (1 / 120) + (1 / 330) + (1 / 290) + (1 / 680) =

  0,020  + 0,0083  + 0,0030  +  0,0034 + 0,0014 = 0,0361

 

1 / Rt = 1 / 0,0361 = 27.70 Ohms

 

  Veja só, dá para calcular a corrente total que passará por estes 5 resistores em paralelo:

  O circuito é alimentado por 16 volts, então:

 

16 / 27.70 = 0,57 A = 579 mA

 

  Se você somar os valores de corrente que calculamos no exemplo 1, verá que a corrente elétrica total será de 579 mA.

  Desta forma fica fácil entender a Lei dos Nós conhecida também como Primeira lei de Kirchhoff. Num circuito paralelo, como por exemplo, o do EXEMPLO 1, a corrente elétrica se divide de acordo com a resistência de cada caminho, já a tensão elétrica permanece a mesma. Já num circuito igual ao do EXEMPLO 2 não há divisão de corrente e sim de tensão entre os componentes, pois eles estão conectados em série.

  Quando há apenas dois resistores em paralelo pode ser usada a fórmula:

  E quando temos resistores em série e em paralelo? Devemos sempre calcular por primeiro os resistores em paralelo.

 

  EXEMPLO 3:

  Observe a imagem:

  Suponha que:

  R1 = 345

  R2 = 500

  R3 = 80

  Portanto:

  (1 / 500) + (1 / 80) = 0,002 + 0,012 =

  1 / 0,0145 = 68,96 Ohms

  68,96 + R1 = 68,96 + 345 = 413,96 Ohms

  EXEMPLO 4:

 Suponha que:

  R1 = 100

  R2 = 250

  R3 = 190

  R4 = 25

  Portanto:

  (1 / 250) + (1 / 190) = 0,004 + 0,005 = (1 / 0,009) = 111,11 Ohms + R1 = 211,11 + R4 = 236,11 Ohms

   A potência é uma das unidades fundamentais para a eletrônica. Como dito nos artigos anteriores, a potência é a capacidade de transformação de um tipo de energia em outro. Todo o componente eletrônico possui uma potência, e não é diferente com os resistores. Quando você for comprar um, deve saber a potência necessária que ele vai ter que ter para que funcione no circuito se ser danificado, já que uma parte da energia que passa por ele vai ser transformada em energia térmica (calor), e dependendo da quantidade de energia, ele deverá ter uma determinada potência. Para os resistores axiais, já existe uma lógica entre tamanho do resistor e sua potência. Veja a imagem abaixo:

 

  A potência, como já foi dito, é calculada com as fórmulas:

   Sabendo a tensão e a corrente, ou a tensão e a resistência, ou a resistência e a corrente que vai passar pelo resistor você vai conseguir calcular a potência.

  Os resistores comerciais possuem potências de 1/2 de watt (0,5 W), 1/4 de watt (0,25 W), 1/8 de watt, 1 W, 2 W e até potências superiores. Normalmente, quanto maior o tamanho do resistor, maior sua potência.

  Por exemplo, se num circuito com um resistor alimentado com 5 Volts e uma corrente de 0,2 Amperes, a potência do resistor terá que ser de 1 Watt, já que 5 multiplicado por 0,2 é igual a 1. Caso você coloque um resistor com menos de 1 Watt neste circuito, ocorrerá isso:

   Volte para o Capítulo 1.1 desta série de artigos e leia mais sobre o efeito Joule!

   Existem vários tipos de resistores, e, entre os mais comuns estão: o LDR, Varistor, SMD, Trimpot, Potenciômetro e o Termistor, sendo que nenhum é polarizado, ou seja, nenhum possui um terminal definido como negativo e outro definido como positivo. 

  Vamos começar pelos modelos comuns. O resistor da imagem abaixo é o mais utilizado por hobbystas e aparelhos eletrônicos simples, como por exemplo, carrinhos de controle remoto. Ele possui um formato axial.

  Estes resistores são feitos de três formas:

 > Com pó de carbono e fenolite moldado dentro de um material isolante;

 > Há os modelos feitos com um tubo de cerâmica e um filme de carbono enrolado em hélice ao redor, e tudo isso dentro de um material isolante; 

> E resistores que possuem apenas cerâmica HVA.

 

Veja mais detalhes sobre estes materiais no final deste artigo.

  Todo o resistor é projetado para ter uma determinada potência e suportar uma determinada quantidade de calor. Ao limitar a passagem de elétrons, uma parte da energia elétrica é perdida em forma de calor.

   Estes resistores existem em vários tamanhos e também formatos variados, sendo que o mais comum é o formato cilíndrico (axial) com listras. Mas como faz para saber a resistência que estes componentes tem? Para que servem as listras? Para descobrir isso, observe a tabela e os exemplos abaixo:

   Um resistor comum possui 4 faixas: três para identificar a resistência e uma para indicar a tolerância. A tolerância de um resistor é o quanto de corrente ele pode tolerar acima de seu valor. Como assim? Vou mostrar um exemplo:

 

  EXEMPLO 4:

  Temos um resistor com a última faixa dourada. Como foi informado na tabela, a faixa dourada significa que a resistência do componente pode tolerar uma sobrecarga de mais ou menos 5 %, ou seja:

  Se o resistor tiver 100 Ohms, ele suportará no máximo uma corrente para 105 Ohms de resistência. Abaixo de 95 Ohms será desperdício utilizar o resistor de 100 Ohms e acima de 105 Ohms ele queimará.

 

  Existem resistores de alta precisão e alta resistência, que são feitos para serem utilizados em aparelhos que precisam de um valor alto e preciso de resistência. Esses resistores de alta precisão possuem 5 listras, sendo que a última também é a de tolerância. Observe a tabela abaixo:

   Mas para que servem as outras listras?

  Cada cor possui um valor e um multiplicador. Por exemplo: o azul vale 6, o laranja vale 3. O multiplicador é a quantidade de zeros que devem ser adicionados. Vejamos o exemplo abaixo:

 

EXEMPLO 5:

  A cor azul vale 6, a cor cinza vale 8 e a cor marrom é o multiplicador 1, ou seja, se acrescenta 1 zero, portanto a resistência deste resistor é de 6+8+0, que é igual a 680 Ohms.

A tolerância é de 5% (a 4º faixa é dourada).

 

EXEMPLO 6:

   A cor preta vale 0, a cor morrom vale 1 e a cor laranja é o multiplicador 3, ou seja, se acrescenta 3 zeros, portanto a resistência deste resistor é de 0+1+0+0+0, que é igual a 1000 Ohms(1 KiloOhm). A tolerância é de 5%.

 

EXEMPLO 7:

   A única diferença agora é que a primeira faixa também vale 1, pois é da cor marrom, assim como a segunda. Laranja vale 3 zeros. Portanto 1+1+0+0+0 é igual há 11.000 Ohms (11 KiloOhms). A tolerância é de 5%

 

EXEMPLO 8:

   Este é um resistor de alta precisão. Seu valor é de 74,3 KiloOhms, pois a cor violeta vale 7, a cor amarelo vale 4 e a cor laranja vale 3. O vermelho é o multiplicador que vale 2 zeros, ou seja, 7+4+3+0+0 = 74.300 Ohms.

 

  Depois de falarmos dos resistores comuns, vamos ver um pouco sobre os resistores SMD. Os resistores SMD (Surface Mount Devices) são versões miniatura dos resistores comuns com faixas coloridas.

  Resistores SMD são produzidos com o mesmo material dos resistores axiais, e são feitos para montagem e superfície, ou seja, eles possuem apenas dos contatos para serem soldados direto na superfície da placa de circuito. Os resistores SMD normalmente possuem a cor preta e alguns números de identificação em seu corpo. Veja a imagem abaixo:

   Há casos em que o componente é tão minúsculo que não há numeração em seu corpo.

  Mas como saber a resistência destes componentes? É fácil, funciona de forma similar a tabela de cores dos resistores comuns, mas sem informar a tolerância. Veja o exemplo abaixo:

EXEMPLO 9:

   Os primeiros dois dígitos se referem a resistência

e o terceiro se refere a quantidade de zeros, portanto 6+6+0+0+0+0 = 660.000 Ohms ou 660 KiloOhms. Se o valor deste resistor fosse "661" significaria 660 Ohms, pois o número "1" indica apenas um 0 após os primeiros digitos.

 

EXEMPLO 10:

   Os primeiro três dígitos se referem a resistência e o quarto dígito a quantidade de zeros, portanto, 1+9+8+0+0+0 = 198.000 Ohms ou 198 KiloOhms.

 

 

 

EXEMPLO 11:

   Parece mais complicado mais não é. O "K" se refere a KiloOhms e é colocado no lugar da vírgula, portanto, este resistor vale 5,4 KiloOhms, ou seja, 5.400 Ohms.

 

 

EXEMPLO 12:

  Para resistores abaixo de 100 Ohms pode ser colocado um "R" para referência. Veja este resistor ao lado. Não há terceiro digito, há apenas a letra "R", o que significa que ele possui 27 Ohms.

 

 

EXEMPLO 13:

   Neste outro caso não foi colocado o "R" e também não há terceiro dígito, portanto a resistência é de 66 Ohms. Se o valor impresso no corpo de resistor fosse 660, significaria 66 Ohms, pois o "0" indica nenhum número.

 

EXEMPLO 14:

   Observe que o "R" está entre os dois primeiros dígitos, isto significa que a resistência é de 6,2 Ohms. Do mesmo geito que a letra "K" foi utilizado no EXEMPLO 11. Quanto temos um "M" no lugar da letra "R" ou "K" significa o prefixo "Mega", portanto a resistência será em MegaOhms.

 

  Com o passar dos anos, foram criados outros tipos de nomenclatura para resistores SMD. Essas nomenclaturas passaram a informar também o valor de tolerância destes componentes. Veja as tabelas a seguir:

   Esta tabela é a do sistema de nomenclatura chamada EIA-90. Os primeiros 2 dígitos são os que representam a resistência, e a letra é o multiplicador. Veja o exemplo abaixo.

EXEMPLO 15:

   O número "71" vale 536 e a letra "B" vale 10, portanto, 536 multiplicado por 10 é igual a 5360 Ohms, ou seja, 5,36 KiloOhms.

 

 

 

EXEMPLO 16:

   O número "32", de acordo com a tabela acima vale 210 e a letra "A" vale 1, portanto, 210 multiplicado por 1 é igual a 210 Ohms.

 

 

 

EXEMPLO 17:

   O número "82" vale 698 e a letra "D" vale 1 000, portanto, 698 multiplicado por 1000 é igual a 698 mil ohms, ou seja, 698 KiloOhms.

 

 

 

EXEMPLO 18:

   O número "9" vale 121 e a letra "S" vale 0,1, portanto, 121 multiplicado por 0,1 é igual a 12.1 Ohms. O número "0" no início do código é apenas um complemento.

 

 

  Há também um sistema de nomenclatura para resistores que possuem tolerância de 2% ou 5%. Veja a tabela abaixo:

    Um resistor com este tipo de marcação, possui a letra na frente dos números. Veja o exemplo:

EXEMPLO 19:

  O número 13 vale 330 e a letra "C" vale 100, portanto, 330 multiplicado por 100 é igual a 33 mil Ohms, ou seja, 33 KiloOhms. Do número 01 ao número 24 a tolerância é de 2 %.

 

 

EXEMPLO 20:

   O número 25 vale 100 e a letra "B" vale 10, portanto, 100 multiplicado por 10 é igual a 1000 Ohms, ou seja, 1 KiloOhm. Do número 25 ao 48 a tolerância é de 5%.

 

 

 

  Os resistores em forma de barra não são comuns, mas são utilizados em algumas aplicações. Consistem em vários resistores colocados dentro de um único pacote. Normalmente todos possuem a mesma resistência. Veja o diagrama de uma barra de resistores abaixo:

   Veja que dentro de um componente há 4 resistores que compartilham a mesma entrada de tensão.

  Este é só um exemplo. Pode se encontrar barras de resistores muito maiores que esta.

  Como foi dito acima estes resistores são feitos de cerâmica, fenolite e carbono.

 

CERÂMICA HVA

  A cerâmica HVA é o cozimento em alta temperatura e pressão dos materiais argila, alumina e cerâmica. Este material permite potências mais elevadas e mais durabilidade que os resistores de filme de carbono com tubo de cerâmica, mas em compensação, a faixa de tolerância é mais alta, podendo ir de 10 a 20% para mais ou para menos da resistência informada.

 

  RESISTORES DE FILME DE CARBONO

  Veja abaixo, o diagrama da estrutura deste resistor:

   O Carbono é um mau condutor de energia, e somado ao tubo de cerâmica, se forma um resistor. Estes componentes possuem uma tolerância de 5 % e suportam potências / temperaturas mais baixas que os resistores de cerâmica HVA.

  Da mesma forma que um indutor (já temos artigos sobre o indutor), que possui um enrolamento de fio condutor e um núcleo de um determinado material concentrador de ondas eletromagnéticas, o resistor de filme de Carbono possui um fio mau condutor com um núcleo mais resistente ainda, fazendo com que a passagem de corrente seja limitada, e o que não passar seja dissipado em forma de calor.

  

RESISTORES DE FILME DE METAL

  É a mesma ideia dos resistores de filme de Carbono, só que é utilizado um material chamado nicromo (Níquel + Cromo) no lugar do Carbono. É pouco utilizado em resistores comuns. Será explicado de forma mais detalhada no próximo capítulo.

 

RESISTORES DE PÓ DE CARBONO

  O fenolite é uma material utilizado como isolante elétrico. Ele é feito de chapas de celulose contendo resinas fenólicas normalmente do tipo baquellite. Vale lembrar que essas resinas fenólicas vem do fenol, que é uma função orgânica caracterizada pela ligação de uma ou mais hidróxilas em um anel aromático de Carbono. Ficou confuso? Futuramente irei fazer um artigo explicando detalhadamente estes termos.

  Portanto, o pó de Carbono ligado ao fenolite moldado é um mau condutor de energia, o que faz este material ser utilizado em resistores.

  Há um problema com resistores feitos a partir destes materiais: com o tempo, a mistura do pó de Carbono e do fenolite vai se deteriorando devido ao uso, fazendo com que a tolerância, que normalmente é de 5%, suba para até 20%. Isso pode ser mudado ao colocar o resistor num forno a 100 graus Célcius, de acordo com indicações do fabricante. Outro problema é que, para evitar umidade, o resistor deve operar com 20% a menos de sua potência nominal.

  Veja o Capítulo 1.3, sobre os potenciômetros, que são uma variação dos resistores de valor fixo que estudamos hoje! Para acessar, clique aqui!

  O que achou do artigo? Ficou com dúvidas? Quer complementar o que foi escrito? Quer deixar sua opinião? É só comentar, curtir e compartilhar! Mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com

 

FONTES e CRÉDITOS:

 

Desenhos, gráficos, tabelas, texto: Leonardo Ritter

Referências: Instituto Newton C. Braga; PDF da Universidade Federal de Santa Catarina sobre resistores; apostila do curso de eletrônica que cursei.

 

Última atualização: 22 de Julho de 2019.

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