Resistência Elétrica

Relembrando o capítulo anterior, de uma forma genérica, a resistência é a menor ou maior dificuldade que oferecem os diferentes materiais a ser percorridos por uma corrente elétrica.

As resistências são um dos componentes base de qualquer circuito eletrónico. É muitas vezes o componente que menosprezamos, mas desempenha um papel fundamental no funcionamento de todos os circuitos elétricos e eletrónicos. A resistência é um componente que tem uma resistência definida e tem como função limitar a corrente elétrica ou o fluxo de eletrões através de um circuito elétrico. As resistências são componentes discretos e passivos, que estão normalmente ligados à configuração de circuitos mais complexos que envolvem semicondutores como transístores e/ou circuitos integrados, desde amplificadores operacionais a microcontroladores. A sua utilização mais comum é na construção de limitadores de corrente, divisores de tensão ou até mesmo como resistência de polarização à entrada das portas de entrada e saída de um microcontrolador.

A unidade de medida é o ohm e representa-se com a letra ómega Ω ou R, como símbolo num esquemático é normalmente representada da seguinte forma:

Pode apresentar valores desde os mΩ ou 0.?R, passando pelos kΩ ou K, até aos MΩ ou M. Existem vários tipos de resistências, os principais são resistências axiais como a da imagem acima, existem resistências SMD, resistências de potência, bancos ou malhas de resistências, etc. 

O tipo de material que compõe a resistência é também ele muito importante. São normalmente de carvão, mas existem resistências bobinadas, de óxido de ferro, entre outros materiais. O tipo de material está normalmente ligado à potência, precisão e tamanho da resistência, tudo isto fatores importantes.

Num circuito elétrico as resistências utilizam a lei de ohm para se regerem:

Normalmente abreviamos para:

Em que U é a tensão em volts a que a resistência está sujeita nos seus terminais, e I a corrente em Amperes que a atravessa.

As resistências são normalmente medidas segundo um código de cores conforme o exemplo seguinte e quando a resistência não segue esse mesmo código de cores, o valor é inscrito na mesma.

Por exemplo para a resistência de 1K da imagem:

A potência é também um fator importante. É a capacidade que a resistência tem para dissipar energia sob a forma de calor. A potência define também o limite máximo que esta pode aguentar como componente passivo atravessado por uma corrente, ou seja, não podemos utilizar uma resistência num circuito que ultrapasse a sua máxima potencia (definida pelo fabricante). Num circuito, a potência nominal numa resistência é calculada por uma fórmula derivada da lei de ohm:

ou

Medida em Watts quando atravessada por uma corrente ou com uma tensão aplicada aos seus terminais.

Então e se associarmos resistências, como é que se comportam? As resistências podem ser associadas em paralelo ou em série e são calculadas da seguinte forma:

Um exemplo prático é o do circuito que alimenta um led e que muitas vezes nos interrogamos que resistência usar. 

Precisamos de limitar a corrente que percorre um led, um led não pode ser percorrido por uma corrente infinita, senão seria destruído e nesse caso temos de limitar a sua corrente, imaginemos que seria ligado à saída de um microcontrolador como um Arduíno (ou outro microcontrolador). Os pinos de saída dos microcontroladores colocam normalmente 5V na sua saída e suportam uma corrente máxima de alguns mA. O led, segundo as características do fabricante, apenas suporta uma corrente máxima de 20mA, ou seja, temos de limitar a corrente no circuito para no máximo 20mA. Os leds como semicondutores que são, têm uma queda de tensão, podemos supor 2V (ver datasheet), aplicando a lei de ohm, chegamos à seguinte formula:

Como boa prática, não se utiliza os componentes no limite, pelo que, neste caso uma resistência de 220R ou 330R seria apropriada. As resistências não existem em qualquer valor e são feitas em séries, séries essas que têm valores fixos, por isso somos obrigados a escolher um valor próximo ou construir o valor pretendido à custa da associação de resistências, em série ou paralelo.

Outro exemplo prático é o do divisor de tensão, ou seja, utilizar duas resistências para descer o valor da tensão através da utilização de 2 ou mais resistências em série.

Duas resistências são ligadas a uma tensão de entrada Vin e o outro extremo ligado aos 0V. No ponto intermédio existe uma tensão inferior obtida também ela através da lei de ohm:

Utiliza-se muitas vezes este circuito para adaptar circuitos de 5V para 3.3V ou com sensores resistivos. Existem resistências que variam com a luminosidade (LDR – Light Dependent Resistor) e temperatura (PTC – Positive Temperature Coeficiente ou NTC – Negative Temperature Coeficient), como outros sensores (peso, deslocamento, torção, etc.). Podemos construir então um circuito para medir a tensão, luminosidade ou temperatura através de um divisor de tensão como os exemplos acima.

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