• Leonardo Ritter

Cap. 1.6. Os componentes: LDR

Atualizado: Fev 12

O assunto deste artigo são os resistores LDR. O último artigo da série sobre tipos de resistores!

Imagem 1


LDR é a sigla para Light Dependent Resistor, que em português significa "Resistor Dependente de Luz". Também chamado de fotoresistência, o resistor LDR é um componente passivo que varia sua resistência de acordo com a radiação eletromagnética (que chamamos de luz). Chamamos este efeito de fotocondutividade.

O LDR pode ser considerado um transdutor, isto é, um componente que converte uma grandeza física em uma grandeza elétrica. A fotoresistência pode trabalhar com a radiação do espectro visível (a luz visível aos nossos olhos), radiação infravermelha (IR) e ultravioleta (UV).


Veja abaixo a simbologia do resistor LDR:

Tabela 1


Existem vários tamanhos de LDR's. Os mais comuns são os de 13 milímetros de diâmetro, mas há alguns que passam deste valor e outros de apenas 5 mm.


Existem dois tipos de fotocondutores:


-> Intrínseco: Utiliza um material fotocondutivo em que o funcionamento parte da excitação de portadores de carga da banda de valência para a banda de condução do átomo;


-> Extrínseco: utiliza um material em que o funcionamento parte da excitação de portadores de carga entre uma impureza e a banda de valência e de condução. São mais empregados para operação no espectro do IR.

Vamos começar por alguns detalhes referentes ao comportamento elétrico do resistor LDR.

A curva característica de resistência x intensidade de luz do LDR é mostrada no gráfico abaixo:

Gráfico 1 - A curva característica do LDR é uma exponencial negativa


De acordo com o Gráfico 1, podemos concluir que o LDR possui resposta não-linear e sensibilidade lenta devido a processos de recombinação (que você verá mais abaixo) que ocorrem quando a luz é removida.


A resistência do LDR a determinada luminosidade pode ser definida pela seguinte equação:

Onde:


> R: Resistência elétrica a determinada luminosidade;

> C: Constante do material utilizado, informada em seu datasheet;

> L: Luminosidade em Lux;

> A: Outra constante do material utilizado, informada em seu datasheet.


Agora, vamos de fato ao funcionamento do componente.

O LDR não tem polaridade definida. Veja o diagrama abaixo:

Diagrama 1


Na imagem acima, os eletrodos em cinza claro e cinza escuro são a base para fixação dos pinos, e a listra laranjada é a pequena faixa do material utilizado, que é depositado sobre um substrato de cerâmica (isolante), fica exposta a luz e gera a resistência de acordo com a radiação.

Os eletrodos tem forma de pente, como no LDR da Imagem 1. Os eletrodos se inter-penetram e isso aumenta a área de contato com o material. Normalmente é utilizado materiais semicondutores para a produção do componente. Os materiais mais utilizados são:


-> Sulfeto de Cádmio (Cds);

-> Arsenieto de Gálio (GaAs);

-> Seleneto de Cádmio (CdSe);

-> Sulfeto de Chumbo (PbS)

-> Seleneto de Chumbo (PbSe)


O Sulfeto de Cádmio é o que mais se aproxima da sensibilidade humana no espectro de luz visível, portanto é o mais utilizado. Veja o gráfico abaixo:

Gráfico 2 - Resposta espectral do CdS (em verde) e do CdSe (em azul) juntamente com o valor médio (em vermelho) entre os dois compostos químicos


Ao receber luz, o componente tem sua resistência reduzida e passa a conduzir mais corrente elétrica. Isso ocorre pois, ao receber a radiação eletromagnética, os elétrons dos átomos passam para a camada de condução, fazendo com que haja maior circulação de elétrons pela cadeia de átomos. A energia das ondas eletromagnéticas faz com que a rigidez dielétrica do material seja rompida, fazendo dele um condutor. Os fótons (provenientes da radiação eletromagnética - a luz é uma onda e ao mesmo tempo é partícula!) incidem no material e também influenciam na diminuição da resistência, pois eles possuem energia que é somada a que está passando pelo material do componente. Todo este processo é chamado de "fotocondutividade".

O LDR possui resistência máxima na escuridão geralmente acima de 1 Mega Ohm e resistência mínima na luminosidade de aprox. 100 Ohm. A quantidade de material utilizado, o tamanho da área que ficará exposta a luz e o tipo de material utilizado obviamente influenciam na resistência elétrica.


Para saber mais sobre efeito Joule, resistência, tensão, corrente e potência elétrica, clique aqui!


Para saber mais sobre a luz, você pode estudar os três artigos disponíveis no Hardware Central, é só clicar nos links abaixo:

A óptica e a tecnologia - Parte 1

A óptica e a tecnologia - Parte 2

Óptica - Unidades de medida

O LDR é muito empregado em sistemas de acendimento automático de lâmpadas, podendo ser domiciliares, municipais (quando as lâmpadas fixadas nos postes da sua rua acendem sozinhas ao anoitecer e apagam ao amanhecer) ou até mesmo em veículos (o famoso sensor crepuscular de acendimento automático dos faróis).


Existem centenas de tipos de resistores. Eu apresentei apenas os mais comuns na eletrônica atual. Existem magnetoresistores, resistores com terminação, resistores de enrolamento de fio, de placas de aço (para aplicações que exigem alta potência) e até mesmo as famosas "resistências de chuveiro". Ficou com dúvidas? Tem sugestões? Comente ou mande um e-mail para www.hardwarecentrallr@gmail.com

CRÉDITOS e REFERÊNCIAS:

Texto, imagens e desenhos: Leonardo Ritter

Referências: Instituto Newton C. Braga; Universidade Federal do Rio de Janeiro; Universidade Federal de Santa Catarina; Bóson Treinamentos; Revista Brasileira de Ensino de Física; Mundo Engenharia e Electrical Library.

Última atualização: 12 de Fevereiro de 2021.

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