COMPONENTES ELETRÔNICOS: Conhecimentos básicos das funções e utilizações de componentes eletrônicos (resistor, capacitor, indutor, diodo, transistor, etc)

Componentes Eletrônicos: Resistor, Capacitor, Indutor, Diodo, Transistor e Mais

1. Introdução

Os componentes eletrônicos são os “blocos de construção” de qualquer circuito ou dispositivo eletrônico. Eles desempenham funções específicas e críticas na manipulação, controle e processamento de corrente e tensão elétrica.

Compreender os componentes eletrônicos fundamentais é essencial para qualquer pessoa que deseja trabalhar com eletrônica, desde o hobbysta que constrói circuitos simples até o engenheiro que projeta sistemas complexos.

Este material apresenta os componentes eletrônicos mais comuns e importantes: resistores, capacitores, indutores, diodos e transistores, além de outros componentes especializados.

Objetivos de Aprendizado

Ao final desta apostila você será capaz de:

  • Identificar e reconhecer os principais componentes eletrônicos
  • Compreender a função de cada componente em um circuito
  • Saber como usar código de cores, cálculos e especificações
  • Entender as diferenças entre componentes ativos e passivos
  • Aplicar componentes em circuitos práticos simples
  • Selecionar o componente adequado para cada aplicação

2. Classificação dos Componentes Eletrônicos

Os componentes eletrônicos são divididos em duas categorias principais:

2.1 Componentes Passivos

Definição: Componentes que não amplificam sinais ou controlam fluxo de corrente ativamente. Eles modificam a circulação da energia elétrica, mas não adicionam energia ao circuito.

Características:

  • Não requerem fonte de alimentação externa para funcionar (além do circuito)
  • Não podem amplificar sinais
  • Dissipam, armazenam ou modificam energia
  • Exemplos: resistores, capacitores, indutores, transformadores

Vantagens:

  • Baixo custo
  • Alta confiabilidade
  • Vida útil muito longa
  • Baixo consumo de potência

2.2 Componentes Ativos

Definição: Componentes que podem controlar o fluxo de corrente, amplificar sinais ou alternar entre estados ligado/desligado.

Características:

  • Requerem fonte de alimentação
  • Podem amplificar sinais
  • Podem alternar entre estados
  • Controlam o fluxo de corrente
  • Exemplos: transistores, diodos, circuitos integrados, LEDs

Vantagens:

  • Podem amplificar sinais fracos
  • Permitem comutação de circuitos
  • Habilitam processamento de sinais
  • Base da eletrônica digital e analógica moderna

3. Resistores

3.1 Conceito e Função

O resistor é o componente eletrônico mais simples e fundamental.

Definição: Resistor é um componente que se opõe ao fluxo de corrente elétrica, dissipando energia na forma de calor.

Símbolo: $R$

Unidade: Ohm (Ω)

Fórmula (Lei de Ohm): $V = I \times R$

Função Principal: Limitar a corrente elétrica em um circuito.

3.2 Características dos Resistores

Parâmetros Fundamentais:

  1. Resistência (medida em Ohm): Quanto maior o valor em Ohm, maior a oposição ao fluxo de corrente
  2. Potência Dissipada: Especificada em Watts (W). Indica quanto calor o resistor pode dissipar sem danificar-se
  3. Tolerância: Precisão do valor (±5%, ±1%, etc.)
  4. Coeficiente de Temperatura: Como a resistência varia com temperatura

Fórmula de Potência:
P=I2×R=V2R=V×IP=I2×R=RV2=V×I

3.3 Tipos de Resistores

Resistores de Filme de Carbono:

  • Baixo custo
  • Tolerância típica: ±5%
  • Uso: eletrônica básica, projetos hobbistas
  • Faixa de valores: 1 Ω a 10 MΩ

Resistores de Filme de Metal:

  • Maior precisão (tolerância ±0,1% a ±1%)
  • Melhor estabilidade de temperatura
  • Uso: instrumentação, equipamentos de medição
  • Preço mais elevado

Resistores de Fio (Wirewound):

  • Capacidade de dissipar grande potência
  • Disponível em potências de 5 W a 100+ W
  • Uso: fontes de alimentação, circuitos de potência
  • Maior tamanho físico

Resistores Especiais:

  • Termistor (NTC/PTC): Resistência varia com temperatura
  • LDR (Light Dependent Resistor): Resistência varia com luz
  • Varistor: Resistência varia com tensão

3.4 Código de Cores dos Resistores

Resistores usam bandas coloridas para indicar seu valor:

Cores e Valores:

CorValor
Preto0
Marrom1
Vermelho2
Laranja3
Amarelo4
Verde5
Azul6
Violeta7
Cinza8
Branco9

Interpretação (Resistor com 3 faixas):

  • 1ª faixa = 1º dígito
  • 2ª faixa = 2º dígito
  • 3ª faixa = multiplicador (potência de 10)

Exemplo: Marrom-Vermelho-Marrom = 1, 2, ×10 = 120 Ω

Interpretação (Resistor com 4 faixas):

  • 1ª faixa = 1º dígito
  • 2ª faixa = 2º dígito
  • 3ª faixa = multiplicador
  • 4ª faixa = tolerância

Tolerâncias Comuns:

  • Ouro = ±5%
  • Prata = ±10%
  • Marrom = ±1%
  • Vermelho = ±2%

Exemplo: Laranja-Laranja-Marrom-Ouro = 33 × 10 = 330 Ω ±5%

3.5 Potenciômetro

O potenciômetro é um resistor variável que permite ajuste manual da resistência.

Características:

  • Possui 3 terminais: 2 extremos (resistência total fixa) e 1 central (cursor móvel)
  • A resistência entre o cursor e cada extremo varia conforme a posição
  • Suma de resistências = resistência total fixa
  • Usados para controlar volume, brilho, velocidade, etc.

Aplicações:

  • Controle de volume em áudio
  • Ajuste de brilho em displays
  • Calibração de circuitos
  • Controle de motores DC

4. Capacitores

4.1 Conceito e Função

O capacitor é um componente que armazena carga elétrica.

Definição: Capacitor é um componente formado por duas placas condutoras separadas por um material isolante (dielétrico) que pode armazenar e liberar cargas elétricas.

Símbolo: $C$

Unidade: Farad (F)

Submúltiplos:

  • 1 μF (microfarad) = $10^{-6}$ F
  • 1 nF (nanofarad) = $10^{-9}$ F
  • 1 pF (picofarad) = $10^{-12}$ F

4.2 Como Funciona um Capacitor

Processo de Carregamento:

Quando uma tensão é aplicada às placas de um capacitor:

  • Elétrons se acumulam em uma placa (fica negativa)
  • A outra placa fica com falta de elétrons (fica positiva)
  • Um campo elétrico se forma entre as placas
  • A energia é armazenada neste campo

Características Importantes:

A capacitância depende de:

  • Área das placas (maior área = maior capacitância)
  • Distância entre as placas (menor distância = maior capacitância)
  • Tipo de dielétrico (diferentes materiais têm diferentes permissividades)

Fórmula:
C=εAdC=εdA

Onde:

  • $C$ = capacitância (Farad)
  • $\varepsilon$ = permissividade do dielétrico
  • $A$ = área das placas
  • $d$ = distância entre as placas

4.3 Tipos de Capacitores

Capacitor Eletrolítico:

  • Maior capacitância por volume
  • Polarizado (+ e – definidos)
  • Tensão de operação limitada (geralmente 6V a 450V)
  • Uso: filtros de fonte, acoplamento de baixa frequência
  • Símbolo especial com uma placa curva (catodo)
  • Atenção: Conectar com polaridade inversa danifica permanentemente

Capacitor de Cerâmica:

  • Pequenas capacitâncias (pF a μF)
  • Não polarizado (pode conectar em qualquer direção)
  • Baixo custo
  • Uso: circuitos RF, desacoplamento de alta frequência
  • Tolerância: ±5% a ±20%

Capacitor de Poliéster:

  • Capacitâncias médias (nF a μF)
  • Não polarizado
  • Boa estabilidade
  • Uso: filtros, acoplamento de sinais
  • Excelente para frequências até poucos kHz

Capacitor Tântalo:

  • Eletrolítico com propriedades superiores
  • Melhor estabilidade e menor ESR (resistência série equivalente)
  • Maior custo
  • Uso: circuitos de precisão, equipamentos militares

Capacitor Filme (Polipropileno):

  • Excelente para circuitos de RF e potência
  • Baixa perda de energia
  • Uso: filtros LC, circuitos de potência, amplificadores

4.4 Funções dos Capacitores em Circuitos

Filtro de Fonte de Alimentação:

  • Suaviza a tensão pulsante de um retificador
  • Transforma corrente alternada em corrente contínua mais limpa

Acoplamento de Sinais:

  • Permite passagem de sinais AC bloqueando componente DC
  • Importante em amplificadores e circuitos de áudio

Desacoplamento:

  • Remove ruído de alta frequência de linhas de alimentação
  • Coloca-se próximo aos circuitos integrados

Ressonância (Circuito LC):

  • Combinado com indutor, forma circuitos sintonizados
  • Seleciona frequências específicas (base de receptores de rádio)

Armazenamento de Energia:

  • Carrega e descarrega rapidamente
  • Usado em flashes de câmeras, circuitos de proteção

4.5 Carga e Descarga de Capacitores

Tempo de Carga:

Quando um capacitor é carregado através de um resistor, ele não carrega instantaneamente. A tensão segue uma curva exponencial:

V(t)=Vfinal(1−e−t/RC)V(t)=Vfinal(1−e−t/RC)

Tempo de Descarga:

Similarmente, na descarga:

V(t)=Vinicial×e−t/RCV(t)=Vinicial×e−t/RC

Constante de Tempo:
τ=R×Cτ=R×C

Onde $\tau$ é o tempo em que a tensão alcança 63% do valor final (carga) ou cai a 37% (descarga).

Exemplo: Um capacitor de 10 μF em série com um resistor de 10 kΩ tem:
τ=10.000×10×10−6=0,1 s=100 msτ=10.000×10×10−6=0,1s=100ms

Levará aproximadamente 100 ms para carregar a 63% e 500 ms para carregar a 99%.

5. Indutores

5.1 Conceito e Função

O indutor é um componente que armazena energia em um campo magnético.

Definição: Um indutor é um condutor enrolado em forma de bobina que, quando percorrido por corrente, cria um campo magnético que armazena energia.

Símbolo: $L$

Unidade: Henry (H)

Submúltiplos:

  • 1 mH (milihenry) = $10^{-3}$ H
  • 1 μH (microhenry) = $10^{-6}$ H
  • 1 nH (nanohenry) = $10^{-9}$ H

5.2 Como Funciona um Indutor

Princípio de Funcionamento:

Quando a corrente em um indutor varia, o campo magnético ao seu redor também varia, induzindo uma tensão que se opõe à mudança (Lei de Lenz).

Tensão Induzida:
V=−LdIdtV=−LdtdI

Onde:

  • $V$ = tensão induzida (Volts)
  • $L$ = indutância (Henry)
  • $\frac{dI}{dt}$ = taxa de variação da corrente (Ampères por segundo)

Implicação Prática:

  • Um indutor resiste a mudanças de corrente
  • Quanto mais rápida a mudança, maior a tensão induzida
  • Em corrente contínua estável, o indutor atua como um simples resistor (resistência do fio)
  • Em corrente alternada rápida, o indutor oferece alta oposição

5.3 Tipos de Indutores

Indutor de Núcleo de Ar:

  • Bobina sem núcleo magnético
  • Indutância menor
  • Uso: circuitos de RF de alta frequência
  • Menos perdas em altas frequências

Indutor de Núcleo de Ferrite:

  • Núcleo feito de material ferromagnético
  • Indutância muito maior que ar para mesmo tamanho
  • Uso: filtros, circuitos de áudio, comutadores de fonte
  • Faixa de frequência limitada

Indutor de Núcleo de Ferro Laminado:

  • Núcleo de lâminas de ferro
  • Muito compacto e de alta indutância
  • Uso: transformadores, indutores de potência
  • Mais pesado e maior custo

Indutor de Núcleo de Toróide:

  • Formato de rosca/toróide
  • Confinamento do campo magnético (menos radiação)
  • Uso: filtros EMI, circuitos de comutação, transformadores
  • Excelente para reduzir interferência eletromagnética

5.4 Fatores que Afetam a Indutância

A indutância de uma bobina depende de:

Número de Espiras (N):

  • Maior número de espiras = maior indutância
  • Relação quadrática: dobrar espiras = quadruplo de indutância

Diâmetro da Bobina (A):

  • Maior diâmetro = maior indutância
  • Relação quadrática

Comprimento da Bobina (l):

  • Menor comprimento = maior indutância

Material do Núcleo (μ):

  • Ar: μ = 1 (referência)
  • Ferrite: μ = 100 a 5000
  • Ferro: μ = 2000 a 100.000

Fórmula Básica:
L=μN2AlL=μlN2A

5.5 Funções dos Indutores em Circuitos

Filtro Passa-Baixa (com Capacitor):

  • Bloqueia altas frequências
  • Deixa passar baixas frequências
  • Uso em fontes de alimentação, circuitos de áudio

Circuito Ressonante LC:

  • Combinado com capacitor forma circuito sintonizado
  • Seleciona frequências específicas
  • Uso em receptores de rádio, osciladores

Armazenamento de Energia:

  • Em conversores DC-DC e comutadores de fonte
  • Mantém corrente fluindo durante ciclos de desligamento

Redução de Ruído (Choke):

  • Bloqueia componentes de alta frequência
  • Uso em linhas de alimentação

Circuito Protetor:

  • Limita picos de corrente ao desligar
  • Protege transistores e semicondutores

6. Diodos

6.1 Conceito e Função

O diodo é o componente semicondutor mais simples.

Definição: Um diodo é um dispositivo semicondutor com dois terminais que permite fluxo de corrente em apenas uma direção.

Símbolo: Triângulo apontando para linha reta (ânodo aponta para catodo)

Terminais:

  • Ânodo (+): Terminal positivo
  • Catodo (-): Terminal negativo

6.2 Funcionamento de um Diodo

Estrutura Interna:

Um diodo é formado pela junção de dois semicondutores:

  • Região P: semicondutor dopado com impurezas positivas
  • Região N: semicondutor dopado com impurezas negativas
  • Junção PN: interface entre as duas regiões

Polarização Direta (Condução):

Quando o ânodo é positivo e o catodo é negativo:

  • A junção permite fluxo de corrente
  • Tensão mínima necessária para conduzir: 0,7 V (silício) ou 0,3 V (germânio)
  • Resistência muito baixa

Polarização Reversa (Bloqueio):

Quando o ânodo é negativo e o catodo é positivo:

  • Junção bloqueia fluxo de corrente
  • Resistência muito alta (algumas centenas de MΩ)
  • Corrente de fuga desprezível
  • Tensão máxima reversa: especificada como PRV (Peak Reverse Voltage)

Curva Característica do Diodo:

  • Em polarização direta: aumentar tensão além de 0,7 V aumenta corrente rapidamente
  • Em polarização reversa: corrente é praticamente zero até atingir tensão de ruptura
  • Na ruptura reversa: corrente aumenta drasticamente (pode danificar o diodo)

6.3 Tipos de Diodos e Aplicações

Diodo Retificador (1N4007):

  • Diodos comuns, baixa corrente (até 1 A típico)
  • Usado em retificadores de fonte
  • Tensão reversa máxima: 1000 V (1N4007)

Diodo Schottky:

  • Queda de tensão muito menor (0,3 V vs 0,7 V)
  • Comutação mais rápida
  • Corrente de fuga maior
  • Uso: conversores de potência, rápidos retificadores
  • Tensão reversa máxima: típica 20 a 100 V

Diodo Zener:

  • Projetado para conduzir em polarização reversa
  • Mantém tensão constante quando polarizado reversamente
  • Usar com resistor em série para limitar corrente
  • Tensão zener: 2.7 V a 33 V típico
  • Uso: reguladores de tensão, limitadores de pico, proteção

Diodo LED (Light Emitting Diode):

  • Emite luz quando polarizado diretamente
  • Cores: vermelho, verde, amarelo, azul, branco
  • Queda de tensão: 1,5 V a 3,5 V (depende da cor)
  • Corrente típica: 5 a 20 mA
  • Requer resistor limitador em série
  • Aplicações: indicadores, displays, iluminação

Fotodiodo:

  • Funciona em polarização reversa
  • Corrente proporcional à luz incidente
  • Uso: sensores de luz, leitores ópticos

Diodo de Proteção (1N4148):

  • Diodo rápido de sinal
  • Tempo de comutação muito rápido
  • Uso: proteção de transistores, circuitos lógicos

6.4 Aplicações do Diodo

Retificador (Conversão AC para DC):

Um diodo em série com uma carga:

  • Permite apenas semiciclos positivos
  • Produz corrente pulsante (não é continua pura)
  • Deve ser combinado com capacitor para suavizar

Ponte Retificadora (4 Diodos):

Usa ambos os semiciclos:

  • 4 diodos em configuração de ponte
  • Saída não invertida
  • Melhor utilização da onda AC
  • Menos ondulação que retificador simples

Proteção contra Polaridade Inversa:

Um diodo em série com o circuito:

  • Bloqueia corrente se bateria estiver invertida
  • Protege circuito de danos
  • Pequena queda de tensão (0,7 V)

Proteção contra Picos (Diodo Zener):

Zener em paralelo com componente:

  • Conduz quando tensão excede valor zener
  • Desvia picos de tensão ao terra
  • Protege transistores e CIs sensíveis

Circuito AND/OR Lógico:

Combinações de diodos implementam lógica:

  • AND: diodos em série
  • OR: diodos em paralelo
  • Base da eletrônica digital inicial

7. Transistores

7.1 Conceito Geral

O transistor é o componente mais importante da eletrônica moderna.

Definição: Um transistor é um dispositivo semicondutor de três terminais que pode amplificar sinais ou comutá-los entre estados ligado/desligado.

Importância Histórica:

  • Inventado em 1947 nos Laboratórios Bell
  • Substituiu as válvulas eletrônicas (muito menores e eficientes)
  • Base de todos os microprocessadores, computadores e dispositivos eletrônicos modernos

Duas Categorias Principais:

  1. BJT (Bipolar Junction Transistor): Transistor de junção bipolar
  2. FET (Field Effect Transistor): Transistor de efeito de campo (inclui MOSFET)

7.2 Transistor Bipolar (BJT)

Estrutura:

Um BJT é formado por três camadas de semicondutor:

  • Tipo NPN: N-P-N (silício tipo N, depois P, depois N)
  • Tipo PNP: P-N-P (silício tipo P, depois N, depois P)

Terminais do BJT:

Para ambos os tipos:

  1. Base (B): Terminal de controle (entrada)
  2. Coletor (C): Terminal de saída de corrente alta
  3. Emissor (E): Terminal de retorno de corrente

Funcionamento do BJT NPN:

A corrente na base controla a corrente muito maior entre coletor e emissor:

  • Corrente de coletor ≈ $\beta \times$ Corrente de base
  • $\beta$ (ganho de corrente) típico: 50 a 300

Relações Fundamentais:
IC=β×IBIC=β×IB

VCE=VCC−IC×RCVCE=VCC−IC×RC

Onde:

  • $I_C$ = corrente de coletor
  • $I_B$ = corrente de base
  • $\beta$ = ganho de corrente (hfe)
  • $V_{CE}$ = tensão entre coletor e emissor
  • $V_{CC}$ = tensão de alimentação

Características do BJT:

AspectoNPNPNP
TerminaisBase, Coletor, EmissorBase, Coletor, Emissor
Polaridade alimentaçãoPositivaNegativa
Direção corrente baseEntraSai
ConduçãoCorrente base acionaCorrente base aciona
Tensão V_BE+0,7 V-0,7 V
AplicaçãoMais comumMenos usado

Modos de Operação:

  1. Corte (Cutoff): I_B ≈ 0, transistor desligado, V_CE ≈ V_CC
  2. Ativo (Active): Transistor amplifica, funciona como fonte de corrente controlada
  3. Saturação (Saturation): I_B muito alto, transistor ligado, V_CE ≈ 0,2 V

Exemplo de Cálculo – Amplificador:

Circuito com:

  • $V_{CC}$ = 12 V
  • $R_C$ = 1 kΩ
  • $R_B$ = 100 kΩ
  • $\beta$ = 100
  • $V_{BE}$ = 0,7 V

Se aplicar 1 mA na base:

  • $I_C = 100 \times 0,001 = 0,1$ A = 100 mA
  • $V_{CE} = 12 – 0,1 \times 1000 = 12 – 100 = 2$ V

Ganho de corrente: 100 mA / 1 mA = 100×

7.3 Transistor de Efeito de Campo (FET/MOSFET)

Diferença Fundamental com BJT:

O FET é controlado por tensão, não por corrente. Isso o torna muito mais eficiente.

Tipos Principais:

  1. JFET (Junction Field Effect Transistor): Menos comum
  2. MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET): Muito mais usado

Terminais do MOSFET:

  1. Gate (G): Terminal de controle (entrada) – isolado
  2. Drain (D): Terminal de saída de corrente
  3. Source (S): Terminal de retorno

Tipos de MOSFET:

  • Enhancement-mode N-channel: Condutor em gate positivo
  • Depletion-mode N-channel: Condutor sem gate, desligável
  • Enhancement-mode P-channel: Condutor em gate negativo
  • Depletion-mode P-channel: Condutor sem gate, desligável

Características do MOSFET:

CaracterísticaBJTMOSFET
Controlado porCorrente (I_B)Tensão (V_GS)
Impedância entradaBaixa (kΩ)Muito alta (GΩ a TΩ)
Corrente gateSignificativaDesprezível
Resistor base necessárioSimNão (opcional)
Velocidade comutaçãoMédiaMuito rápida
RuídoMais ruídoMenos ruído
Uso atualLegadoDominante

Equação de Funcionamento:

ID=K2(VGS−VTH)2ID=2K(VGS−VTH)2

Onde:

  • $I_D$ = corrente do drain
  • $K$ = parâmetro do transistor (depende de dimensões)
  • $V_{GS}$ = tensão gate-source
  • $V_{TH}$ = tensão de threshold (típica 0,5 a 2 V)

Vantagens do MOSFET:

  • Entrada isolada (impedância muito alta)
  • Comutação muito rápida (ideal para eletrônica de potência)
  • Menor dissipação de calor
  • Menor ruído
  • Fácil de controlar com tensão lógica de 5V ou 3,3V

Aplicações do MOSFET:

  • Eletrônica de potência (conversores, inversores)
  • Eletrônica digital (processadores, microcontroladores)
  • Comutadores de carga (relés eletrônicos)
  • Amplificadores de áudio de potência

7.4 Aplicações dos Transistores

Amplificador:

O transistor amplifica um pequeno sinal da entrada para um sinal muito maior na saída:

  • Ganho de tensão: até 1000 ou mais
  • Ganho de corrente: até 300×
  • Ganho de potência: até 100.000×

Comutador/Chave Eletrônica:

O transistor liga e desliga rapidamente:

  • Frequências: até GHz em transistores modernos
  • Aplicações: conversores DC-DC, drivers de LED, relés eletrônicos

Oscilador:

Transistor em circuito com realimentação gera oscilações:

  • Cria sinais AC de frequência determinada
  • Aplicações: clocks de computador, geradores de teste, transmissores RF

7.5 Comparação BJT vs MOSFET

Quando usar BJT:

  • Amplificadores de sinal baixo ruído
  • Circuitos tradicionais (mais experiência disponível)
  • Quando impedância de entrada baixa é aceitável
  • Aplicações de baixa frequência

Quando usar MOSFET:

  • Eletrônica de potência (principal uso atual)
  • Eletrônica digital (todos os processadores)
  • Comutação rápida e eficiente
  • Circuitos acionados por lógica digital
  • Quando isolamento de entrada é importante

Tendência Atual: MOSFET é dominante. BJT está sendo usado menos, principalmente em circuitos analógicos especializados.

8. Outros Componentes Importantes

8.1 Circuito Integrado (CI/IC – Integrated Circuit)

Definição: Um CI é uma coleção de circuitos (transistores, resistores, capacitores, diodos) integrados em um único chip de silício.

Exemplos:

  • Amplificadores operacionais (Op-Amps): 741, TL072, etc.
  • Microcontroladores: Arduino, PIC, ARM
  • Microprocessadores: Intel, AMD
  • Memória: RAM, ROM, Flash
  • Circuitos lógicos: 74XX, CMOS, etc.

Vantagens:

  • Miniaturização
  • Confiabilidade (menos conexões)
  • Menor consumo de potência
  • Funcionalidade complexa em pequeno espaço

8.2 LED (Diodo Emissor de Luz)

Características:

  • Tipo especial de diodo que emite luz
  • Cores disponíveis: vermelho, verde, amarelo, azul, branco, infravermelho
  • Queda de tensão (V_F): 1,5 a 3,5 V dependendo da cor
  • Corrente típica: 5 a 20 mA
  • Vida útil: 50.000 a 100.000 horas

Uso em Circuitos:

Sempre com resistor limitador em série:
R=VCC−VFILEDR=ILEDVCC−VF

Exemplo: LED vermelho (V_F = 2V) em 5V com 10 mA:
R=5−20,01=300 ΩR=0,015−2=300Ω

Usar resistor de 330 Ω ou próximo.

8.3 Diodo Zener (Regulador de Tensão)

Características:

  • Diodo especial que conduz reversamente em tensão específica (V_Z)
  • Mantém tensão constante quando polarizado reversamente
  • Valores comuns: 2,7V, 3,3V, 5,1V, 9,1V, 12V, etc.

Uso:

  • Reguladores de tensão simples
  • Limitadores de pico de tensão
  • Proteção de circuitos contra sobretensão
  • Referência de tensão

Circuito Típico:

  • Zener em paralelo com a carga
  • Resistor em série (limitador de corrente)
  • Quando tensão sobe acima de V_Z, zener conduz e drena corrente excedente

8.4 Cristal (Oscilador)

Características:

  • Oscila em frequência específica (determinada pela geometria)
  • Frequências comuns: 32.768 kHz, 1 MHz, 4 MHz, 8 MHz, 16 MHz
  • Precisão muito alta (±100 ppm típico)

Uso:

  • Clock para microcontroladores
  • Relógios em tempo real
  • Osciladores de frequência precisa
  • Sintetizadores de frequência

8.5 Transformador

Características:

  • Dois (ou mais) enrolamentos de fio em núcleo magnético
  • Transfere energia de um enrolamento para outro por indução eletromagnética
  • Funciona apenas com corrente alternada (AC)

Razão de Transformação:
V2V1=N2N1=I1I2V1V2=N1N2=I2I1

Aplicações:

  • Redução de tensão (220V para 12V em fonte)
  • Isolamento elétrico
  • Combinação de impedâncias
  • Transformadores de potência em usinas

8.6 Relé Eletromagnético

Funcionamento:

  • Bobina cria campo magnético quando tem corrente
  • Campo atrai peça de ferro (armadura)
  • Armadura move contatos, ligando/desligando circuito externo

Características:

  • Isolamento entre circuito de controle e carga
  • Pode comutular altas correntes com pequeno sinal de controle
  • Tempo de comutação: alguns milissegundos
  • Pode comutar AC ou DC

Aplicações:

  • Controlar cargas altas com microcontrolador
  • Ligar/desligar motores
  • Automação doméstica
  • Sistemas de alarme

8.7 Transistor Darlington

Características:

  • Dois transistores BJT em cascata
  • Ganho de corrente multiplicado: β_total = β_1 × β_2
  • Ganho típico: 1000 a 10.000
  • Tensão V_BE maior: cerca de 1,4V

Aplicações:

  • Amplificação com sinal de entrada muito fraco
  • Drivers de potência
  • Acionamento de cargas com corrente base pequena

8.8 Optoacoplador

Características:

  • LED acoplado opticamente a fotodetector
  • Isolação galvânica entre entrada e saída
  • Sem conexão elétrica, apenas óptica

Aplicações:

  • Isolamento de circuitos de alta tensão
  • Proteção contra ruído eletromagnético
  • Acoplamento seguro entre circuitos

8.9 Tiristor (SCR – Silicon Controlled Rectifier)

Características:

  • Diodo que pode ser “ligado” por um sinal na gate
  • Uma vez ligado, permanece ligado enquanto há corrente
  • Comutação muito rápida
  • Conduz apenas em uma direção (diferente do TRIAC)

Aplicações:

  • Controle de potência AC
  • Inversores
  • Circuitos de proteção de sobrecorrente

8.10 TRIAC (Bidirecional)

Características:

  • Versão bidirecional do SCR
  • Pode conduzir nos dois semiciclos do AC
  • Um único terminal de controle (gate)

Aplicações:

  • Controle de velocidade de ventiladores AC
  • Reguladores de claridade (dimmers)
  • Chaveamento de potência AC

9. Circuitos Práticos com Componentes

9.1 Circuito Simples de LED

Objetivo: Acender um LED com bateria

Componentes:

  • LED vermelho
  • Bateria 5V
  • Resistor 330Ω
  • Fios

Montagem:
Bateria(+) → Resistor 330Ω → LED(ânodo) → LED(catodo) → Bateria(-)

Cálculo do Resistor:

  • V_LED = 2V (vermelho)
  • V_R = 5 – 2 = 3V
  • I = 10 mA desejado
  • R = 3V / 0,01A = 300Ω → usar 330Ω

9.2 Circuito Retificador com Filtro

Objetivo: Converter AC em DC usando diodo e capacitor

Componentes:

  • Transformador 220V/12V
  • Diodo 1N4007
  • Capacitor eletrolítico 1000μF/25V
  • Resistor de carga 1kΩ

Funcionamento:

  1. Transformador reduz tensão para 12V AC
  2. Diodo retifica (permite apenas semiciclos positivos)
  3. Capacitor suaviza a onda pulsante
  4. Saída é aproximadamente DC

9.3 Amplificador BJT Simples

Objetivo: Amplificar pequeno sinal de entrada

Componentes:

  • Transistor NPN 2N2222 (ou similar)
  • Resistor base 100kΩ
  • Resistor coletor 1kΩ
  • Capacitor de acoplamento 10μF
  • Bateria 5V

Ganho aproximado: 100× em corrente

9.4 Oscilador com Transistor

Objetivo: Gerar onda quadrada de frequência ajustável

Componentes:

  • Transistor NPN
  • Resistores: base, coletor
  • Capacitor para definir frequência
  • Indutor (opcional)
  • Bateria

Frequência: Determinada por valores R e C (aproximadamente 1/RC)

9.5 Regulador de Tensão com Zener

Objetivo: Manter tensão constante mesmo com variações de entrada

Componentes:

  • Resistor limitador 470Ω
  • Diodo Zener 5,1V
  • Resistor de carga 1kΩ
  • Fonte de entrada 12V

Resultado: Saída estabilizada em 5,1V mesmo se entrada variar 10-15V

10. Exercícios Práticos

Exercício 1 – Código de Cores de Resistor

Identifique os valores dos resistores:

a) Marrom-Preto-Vermelho-Ouro
b) Vermelho-Violeta-Amarelo-Marrom
c) Amarelo-Violeta-Preto-Prata

Solução:

a) 1, 0, ×100, ±5% = 1000Ω (1kΩ) ±5%

b) 2, 7, ×10.000, ±1% = 270.000Ω (270kΩ) ±1%

c) 4, 7, ×1, ±10% = 47Ω ±10%

Exercício 2 – Cálculo de Resistor para LED

Um LED azul com V_F = 3V deve operar a 15mA com bateria de 9V.

a) Qual resistor usar?
b) Qual potência o resistor deve suportar?

Solução:

a) V_R = 9 – 3 = 6V
R = 6V / 0,015A = 400Ω → usar resistor comercial 390Ω ou 470Ω

b) P = V² / R = 36 / 400 = 0,09W = 90mW
Ou P = V × I = 6 × 0,015 = 0,09W
Usar resistor de 1/4W de potência

Exercício 3 – Tempo de Carga do Capacitor

Um capacitor de 100μF é carregado através de resistor de 10kΩ com tensão de 12V.

a) Qual é a constante de tempo τ?
b) Que tensão terá após 0,5 segundo?
c) Quanto tempo leva para carregar a 99%?

Solução:

a) τ = R × C = 10.000 × 100 × 10⁻⁶ = 1 segundo

b) V(t) = 12(1 – e^(-0,5/1)) = 12(1 – e^(-0,5)) = 12(1 – 0,606) = 12 × 0,394 = 4,73V

c) 99% carregamento ≈ 5τ = 5 segundos

Exercício 4 – Análise de Circuito BJT

Um transistor NPN com β = 150 tem:

  • V_CC = 5V
  • R_C = 1kΩ
  • R_B = 100kΩ
  • Sinal de entrada: 0,05mA na base

a) Qual será a corrente de coletor?
b) Qual será V_CE?
c) O transistor está em corte, ativo ou saturação?

Solução:

a) I_C = β × I_B = 150 × 0,000050 = 0,0075A = 7,5mA

b) V_CE = V_CC – I_C × R_C = 5 – 0,0075 × 1000 = 5 – 7,5 = -2,5V

Ops! Isso significa saturação. Calculamos:
I_C_sat = V_CC / R_C = 5 / 1000 = 5mA (máximo possível)

Então V_CE_sat ≈ 0,2V (saturado)

c) Saturação (transistor completamente ligado)

11. Resumo de Componentes e Funções

ComponenteTipoFunção PrincipalSímboloUnidade
ResistorPassivoLimitar correnteROhm (Ω)
CapacitorPassivoArmazenar carga/energiaCFarad (F)
IndutorPassivoArmazenar energia magnéticaLHenry (H)
DiodoAtivoRetificar, permitir uma direçãoD–
LEDAtivoEmitir luzLED–
Transistor BJTAtivoAmplificar, comutar (corrente)Q–
Transistor MOSFETAtivoAmplificar, comutar (tensão)Q–
Diodo ZenerAtivoRegular tensãoDZ–
CI/ChipAtivoProcessamento, lógica––
TransformadorPassivoMudar tensão ACT–
CristalPassivoGerar frequência precisa–Hz
ReléAtivoComutar com isolamentoK–

12. Conclusão

Os componentes eletrônicos são os blocos de construção de toda eletrônica moderna. Dominar a compreensão:

  • Da função de cada componente
  • De como identificá-los e especificá-los
  • De como aplicá-los em circuitos práticos

permite que você:

  • Entenda circuitos já existentes
  • Modifique e melhore designs
  • Projete novos circuitos
  • Resolva problemas eletrônicos
  • Crie seus próprios projetos

A prática é essencial. Recomenda-se construir circuitos com esses componentes, medir seus comportamentos e experimentar suas características.

Próximos Passos

Após dominar este material:

  • Estude amplificadores operacionais (Op-Amps)
  • Aprenda sobre fontes de alimentação reguladas
  • Explore circuitos digitais e lógica booleana
  • Trabalhe com microcontroladores (Arduino, PIC)
  • Estude eletrônica de potência e conversores
  • Desenvolva projetos de radiofrequência (sua área!)

Para aplicações em radioamadorismo especificamente:

  • Entenda impedância e casamento de impedância
  • Estude filtros e circuitos ressonantes LC
  • Aprenda sobre amplificadores RF
  • Explore síntese de frequência
  • Trabalhe com linha de transmissão

Referências

MakerHero. O que são componentes eletrônicos? Disponível em https://www.makerhero.com/guia/componentes-eletronicos/introducao/. Acesso em 2026.

InfoEscola. Eletrônica Básica. Disponível em https://www.infoescola.com/fisica/eletronica-basica/. Acesso em 2026.

Professor Petry. Componentes Eletrônicos. Apresentações educacionais diversas, 2025.

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Carlos PY2CER

Carlos Rincon, conhecido como PY2CER, é um entusiasta do radioamadorismo com uma trajetória marcada pela curiosidade e dedicação. Desde criança, já demonstrava interesse pelas comunicações desmontando brinquedos para construir seus próprios rádios. Hoje, é uma figura respeitada na comunidade, unindo conhecimento técnico com a paixão por conectar pessoas ao redor do mundo. Além de operador experiente, Carlos é o fundador do AntenaAtiva.com.br, um portal voltado à divulgação e ensino do radioamadorismo no Brasil. O site oferece conteúdo acessível e educativo para iniciantes e avançados, com foco em antenas, comunicação via satélites, concursos de rádio e atividades escolares. Com iniciativas que envolvem escolas técnicas, projetos com satélites meteorológicos e ampla atuação na comunidade, Carlos Rincon e o Antena Ativa se consolidaram como referências nacionais no universo do radioamadorismo, combinando tecnologia, educação e espírito comunitário.

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