Relatório 01 - Sistemas de automatização mecanica

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Automatização dos sistemas mecânicos 
 
CURSO Engenharia Mecânica 
TURMA 3015 DATA 20/04/2020 
Aluno Alexandre Ribeiro da Silva Mat. 201202049321 
TÍTULO Relatório 1 - Introdução aos componentes eletrônicos 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
Esse relatório trata-se do estudo referente a uma série de componentes eletrônicos, utilizados no decurso 
da disciplina de Automatização dos sistemas mecânicos com o objetivo de orientar os alunos e usuários para a 
correta especificação e nomenclatura. 
 
 
COMPONENTES 
 
 Resistores 
 
 
 
 
 
Um resistor ou uma resistência é um dispositivo elétrico muito utilizado em eletrônica , ora com a 
finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica por meio do efeito joule, ora com a 
finalidade de limitar a corrente elétrica em um circuito . 
Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à passagem de corrente 
elétrica através de seu material. A essa oposição damos o nome de resistência elétrica ou impedância, 
que possui como unidade o ohm. Causam uma queda de tensão em alguma parte de um circuito 
elétrico, porém jamais causam quedas de corrente elétrica, apesar de limitar a corrente. Isso significa 
que a corrente elétrica que entra em um terminal do resistor será exatamente a mesma que sai pelo 
outro terminal, porém há uma queda de tensão. Utilizando-se disso, é possível usar os resistores para 
controlar a corrente elétrica sobre os componentes desejados. 
 
 
Símbolo 
 
a: Resistor 
b: Reostato 
c: Potenciômetro 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Resistor,_Rheostat_(variable_resistor),_and_Potentiometer_symbols.svg
 
Os resistores podem ser fixos ou variáveis. Neste último caso, são chamados de potenciômetros ou 
reóstatos. O valor nominal é alterado ao girar um eixo ou deslizar uma alavanca. Um resistor ideal é 
um componente com uma resistência elétrica que permanece constante independentemente da tensão 
ou corrente elétrica que circula pelo dispositivo. O valor de um resistor de carbono pode ser facilmente 
identificado de acordo com as cores que apresenta na cápsula que envolve o material resistivo, ou 
então usando um ohmímetro. 
Por seu tamanho muito reduzido, é inviável imprimir nos resistores as suas respectivas resistências. 
Optou-se então pelo código de cores, que consiste em faixas coloridas indicadas como a, b, c e % de 
tolerância, no corpo do resistor. As primeiras três faixas servem para indicar o valor nominal e a 
última faixa, a porcentagem na qual a resistência pode variar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LDR 
 
 
 
 Simbolo 
 
Um resistor dependente de luz ou fotorresistência, conhecido pela sigla inglesa LDR (Light 
Dependent Resistor), é um componente eletrônico passivo do tipo resistor variável, mais 
especificamente, é um resistor cuja resistência varia conforme a intensidade da luz que incide sobre 
ele. Tipicamente, à medida que a intensidade da luz aumenta, a sua resistência diminui. 
O LDR é construído a partir de material semicondutor com elevada resistência elétrica. Quando a luz 
que incide sobre o semicondutor tem uma frequência suficiente, os fótons que incidem sobre o 
semicondutor libertam elétrons para a banda condutora que irão melhorar a sua condutividade e assim 
diminuir a resistência. 
 
Um multímetro pode ser usado para encontrar a resistência na escuridão ou na presença de luz intensa. 
Os resultados típicos para um LDR poderão ser: 
 Escuridão : resistência máxima, geralmente mega ohms. 
 Luz muito brilhante : resistência mínima, geralmente dezenas de ohms. 
 
Dependendo do tipo, um LDR pode ser sensível às faixas de luz: Infravermelhos(IR), Luz visível ou 
Ultravioletas (UV). 
 
Numa utilização normal, o LDR é montado num circuito onde a resistência é convertida para tensão. A 
forma mais simples de fazer é através de um circuito divisor de tensão. 
O LDR é muito utilizado em circuitos eletrônicos onde seja necessário um sensor de luz devido ao seu 
baixo custo e facilidade de utilização. Por este motivo pode ser facilmente encontrado nas chamadas 
fotocélulas, medidores de luz, detetores de incêndio ou de fumo, controladores de iluminação, etc 
 
 
 Diodos 
 
 Símbolo 
 
Diodo é um elemento ou componente eletrônico composto de um cristal semicondutor de silício ou 
germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes materiais durante sua 
formação, o que causa a polarização de cada uma das extremidades. 
É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador de corrente 
elétrica entre outras aplicações. Possui uma queda de tensão de, aproximadamente, 0,3 V (germânio) e 
0,7 V (silício). 
O diodo é um componente elétrico que permite que a corrente o atravesse num sentido com muito mais 
facilidade do que no outro. O tipo mais comum de diodo é o diodo semicondutor, no entanto, existem 
outras tecnologias de diodo. Diodos semicondutores são simbolizados em diagramas esquemáticos. O 
termo "diodo" é habitualmente reservado a dispositivos para sinais baixos, com correntes iguais ou 
menores a 1 A. Quando colocado em um simples circuito bateria-lâmpada, o diodo permite ou impede 
corrente através da lâmpada, dependendo da polaridade da tensão aplicada. 
O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está 
diretamente polarizado e aberta quando o diodo está inversamente polarizado). A diferença mais 
substancial é que, quando diretamente polarizado, há uma queda de tensão no diodo muito maior do 
que aquela que geralmente se observa em chaves mecânicas (no caso do diodo de silício, 0,7 V). 
Assim, uma fonte de tensão de 10 V, polarizando diretamente um diodo em série com uma resistência, 
faz com que haja uma queda de tensão de 9,3 V na resistência, pois 0,7 V ficam no diodo. Na 
polarização inversa, acontece o seguinte: o diodo faz papel de uma chave aberta, já que não circula 
corrente, não haverá tensão no resistor, a tensão fica toda retida no diodo, ou seja, nos terminais do 
diodo há uma tensão de 10 V. 
A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos retificadores de corrente, é transformar 
corrente alternada em corrente contínua pulsante. Como no semiciclo negativo de uma corrente 
alternada o diodo faz a função de uma chave aberta, não passa corrente elétrica no circuito 
(considerando o “sentido convencional de corrente”, do “positivo” para o “negativo”). A principal 
função de um diodo semicondutor, em circuitos de corrente contínua, é controlar o fluxo da corrente, 
permitindo que a corrente elétrica circule apenas em um sentido. 
 
 
 
 LED 
 
 Símbolo 
 
 
 
O diodo emissor de luz (sigla LED, em inglês: light-emitting diode), é usado para a emissão de luz em 
locais e instrumentos onde se torna mais conveniente a sua utilização no lugar de uma lâmpada. 
Especialmente utilizado em produtos de microeletrônica como sinalizador de avisos, também pode ser 
encontrado em tamanho maior, como em alguns modelos de semáforos. Também é muito utilizado em 
painéis de LED, cortinas de LED, pistas de LED e postes de iluminação pública, permitindo uma redução 
significativa no consumo de eletricidade. 
O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que quando é energizado emite luz visível – por issoLED (Diodo Emissor de Luz). A luz não é monocromática (como em um laser), mas consiste de uma 
banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas interações energéticas do elétron. O processo 
de emissão de luz pela aplicação de uma fonte elétrica de energia é chamado eletroluminescência. 
Em qualquer junção P-N polarizada diretamente, dentro da estrutura, próximo à junção, ocorrem 
recombinações de lacunas e elétrons. Essa recombinação exige que a energia possuída pelos eletrões 
seja liberada, o que ocorre na forma de calor ou fótons de luz . 
No silício e no germânio, que são os elementos básicos dos diodos e transistores, entre outros 
componentes eletrônicos, a maior parte da energia é liberada na forma de calor, sendo insignificante a 
luz emitida (devido à opacidade do material), e os componentes que trabalham com maior capacidade 
de corrente chegam a precisar de irradiadores de calor (dissipadores) para ajudar na manutenção dessa 
temperatura em um patamar tolerável. 
Já em outros materiais, como o arsenieto de gálio (GaAs) ou o fosfeto de gálio (GaP), a quantidade de 
fótons de luz emitida é suficiente para constituir fontes de luz bastante eficientes. 
A forma simplificada de uma junção P-N de um LED demonstra seu processo de eletroluminescência. 
O material dopante de uma área do semicondutor contém átomos com um elétron a menos na banda de 
valência em relação ao material semicondutor. Na ligação, os iões desse material dopante (iões 
"aceitadores") removem elétrons de valência do semicondutor, deixando "lacunas" (ou buracos), 
fazendo com que o semicondutor torne-se do tipo P. Na outra área do semicondutor, o material dopante 
contém átomos com um eletrão a mais do que o semicondutor puro em sua faixa de valência. Portanto, 
na ligação esse elétron fica disponível sob a forma de eletrão livre, formando o semicondutor do tipo 
N. 
 
 
 
 Fonte de alimentação 
 
Uma fonte de alimentação é um equipamento usado para alimentar cargas elétricas. Cada dispositivo 
eletroeletrônico necessita de uma fonte para prover energia para seus componentes. Esta energia pode 
variar de acordo com a carga que este equipamento usa. Estas fontes de energia podem ser de corrente 
contínua como um conversor AC/DC ou um regulador de tensão, pode ser um regulador linear, fonte de 
energia AC, fonte de alimentação ininterrupta ou fonte de energia de alta tensão. 
Duas principais fontes de alimentação são disponíveis: fonte chaveada e a fonte linear. As razões para 
a escolha de um tipo ou outra pode ser resumida como segue abaixo: 
 Tamanho e peso. Fontes de alimentação linear utilizam um transformador operando na 
freqüência de 50/60 Hz e filtros de linha. Esses componentes são maiores e mais pesados que 
os correspondentes ao de uma fonte chaveada, que opera em alta freqüências. 
 Eficiência. Fontes lineares regulam sua tensão de saída criando uma tensão mais alta que a 
necessária e então reduzindo-a, convertendo parte dessa energia elétrica em calor. Essa perda é 
numa parte necessária para o funcionamento do circuito e não pode ser eliminada para melhoria 
do projeto. Fontes chaveadas não criam tensões maiores que a necessária e apenas pequenas 
quantidades de energia são dissipadas. 
 Potência dissipada. Esta é determinada pela eficiência supracitada. Fontes lineares produzem 
muito mais calor do que as chaveadas. 
 Complexidade. Fontes lineares são simples o suficiente para serem projetadas por iniciantes. 
Fontes chaveadas são complicadas, difícil de projetá-las, e o grande número de componentes 
faz com que seja mais cara para montá-la e para repará-la. 
 Ruído. Existe o chaveamento da corrente em fontes chaveadas que contêm energia em altas 
freqüências ao contrário das fontes lineares. Isto é devido ao seu oscilador interno operando em 
torno de 60 kHz. Essa energia em alta freqüência, na faixa de RF (rádio freqüência), facilmente 
irradia indução eletromagnética aos equipamentos próximos, ou como as ondas de rádio em 
longas distâncias, causam interferência. Por isso, deve-se tomar cuidado para eliminar essa 
energia na fonte através de filtros e um bom projeto eletrônico, e/ou contê-las através de 
blindagem.Existe também o problema do ruído sonoro, já que por questões de tamanho fontes 
chaveadas costumam usar ventoinhas e ventiladores para resfriar os dissipadores de calor, que 
seriam bem maiores se assim não o fossem ( obs: um outro tipo de ruído é o som do 
chaveamento de alta frequência da fonte, fora da faixa audível humana, e que normalmente não 
incomoda). 
 Fator de potência. Se a corrente utilizada por uma carga, tal como uma fonte chaveada, retirada 
de uma fonte CA não for senoidal e/ou fora de fase com forma de onda da rede, então o fator de 
potência será menor que o unitário, diminuindo a eficiência e a capacidade da linha de 
transmissão consideravelmente. As mais simples e mais comuns fontes chaveadas possuem 
fator de potência em torno de 0,6 , e seu uso crescente em microcomputadores e lâmpadas 
fluorescentes compactas apresenta um problema em ascensão (seu uso também esta presente 
em todos os aparelhos de televisão dos últimos quinze anos e nos novos aparelhos de Lcd). Os 
circuitos de correção de fator de potência podem reduzir este problema, sendo obrigados por 
normas em certos países. 
 Risco de choque elétrico. Uma fonte chaveada simples trabalha em seus circuitos de entrada 
diretamente ligada a rede elétrica sem isolação, diferente de uma fonte linear que usa fusíveis e 
fios isolados antes do transformador, com menor risco de choque. Por isso o perigo para quem 
repara ou eventuais curiosos que retiram a tampa das fontes. Choques, mesmos pequenos, 
podem ser perigosos a vida. Observe que alguns tipos de fontes chaveada mantém a carga em 
seus capacitores, mesmo depois de desligadas da rede elétrica, ou seja; você pode levar um 
choque carregando uma placa dessas sem a tampa na mão, algo que gira em torno de 300 
volts!:) 
 Uma coisa interessante é que: as fontes chaveadas estão sendo bastante utilizadas em 
amplificadores de áudio automotivos por seu alto nível de eficiência, tamanho reduzido e 
topologias. 
 
 
 
 Multímetro 
O multímetro ou multiteste é um aparelho destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Existem 
modelos com mostrador analógico (de ponteiro) e modelos com mostrador digital. 
 Utilizado na bancada de trabalho (laboratório) ou em serviços de campo, incorpora diversos 
instrumentos de medidas elétricas num único aparelho como voltímetro, amperímetro e ohmímetro por 
padrão e capacímetro, frequencímetro, termômetro entre outros, como opcionais conforme o fabricante 
do instrumento disponibilizar. 
Tem ampla utilização entre os Engenheiros e Técnicos em eletrônica e eletrotécnica, pois são os 
instrumentos mais usados na pesquisa de defeitos em aparelhos eletro-eletrônicos devido à sua 
simplicidade de uso e, normalmente, portabilidade. 
Diferentes fabricantes oferecem inúmeras variações de modelos. Oferecem uma grande variedade de 
precisões (geralmente destaca-se a melhor precisão para medidas em tensão CC), nível de segurança do 
instrumento, grandezas possíveis de serem medidas, resolução (menor valor capaz de ser 
mostrado/exibido), conexão ou não com um PC, etc. 
Há modelos destinados a uso doméstico (onde o risco de um acidente é menor) e modelos destinados a 
uso em ambiente industrial (que devido as maiores correntes de curto-circuito apresentam maior risco). 
A precisão de leitura (exatidão) não é o que diferencia estas duas opções e sim sua construção interna 
(trilhas do CI mais espaçadas, maior espaçamento entre a placa de CI e a carcaça e maior robustez a 
transientes nos modelos industriais). 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Com base nesse relatório, pôde-se adquirir mais conhecimento nas especificações e aplicações sobre 
os componentes eletrônicos. 
BIBLIOGRAFIA 
 http://www.engenhariacivil.com/iluminacao-publica-led-india ↑ «Trio ganha Nobel de Física por viabilizar uso de LED para iluminação» 7 de outubro de 
2014 
 ↑[ Eletricidade e Magnetismo. Porto: Jaime E. Villate, 20 de março de 2013. 221 págs]. 
Creative CommonsAtribuição-Partilha (versão 3.0) ISBN 978-972-99396-2-4. Acesso em 21 
jun. 2013. 
 http://ptwikipédia.org/wiki/componenteseletronico - Acesso 20/04/2020 
 
 
http://ptwikipédia.org/wiki/componenteseletronico%20-%20Acesso%2020/04/2020