Eletrônica

Unidade de Ensino Porto Seguro

Professor : Joel Nogueira Gonçalves

Módulo 2

ELETRÔNICA Solda• Ferro de Solda e base para Ferro de Solda.

ELETRÔNICA Solda• Detalhe do Ferro de Soldar

O ferro de solda ou soldador é formado por um tubo de ferrogalvanizado contendo uma resistência de níquel-cromo e umaponta metálica em seu interior. Ao passar corrente elétrica pelaresistência, esta aquece a ponta até chegar numa temperaturaapropriada para derreter a solda

ELETRÔNICA Solda• Dispositivos grandes

– Alta potência – 100W, 200W,....

– Alcança rápido a temperatura de operação

– Aquece os terminais rapidamente– Aquece os terminais rapidamente

• Dispositivos pequenos

– Baixa potência inferior a 80W

– Transistores e CIs 20W ou 30 W

- Mesmo assim existe risco de queima do componente.

ELETRÔNICA SoldaEstação de Soldagem - Controle de temperatura.

- Controle de potência.

Estação de Soldagem

Ponteiras para Ferro Solda

ELETRÔNICA Solda

SOLDA – É composta de ligas dos metais:

Estanho(Sn), Chumbo (Pb), Prata (Ag),

Antimonio (Sb) e Bismuto (Bi) .- As ligas são designadas pelas proporções de Sn e Pb, por exemplo 70/30significa 70% de Sn e 30% de Pb. São usadas ligas 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, etc.significa 70% de Sn e 30% de Pb. São usadas ligas 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, etc.Apresentam baixo ponto de fusão e podem ser empregadas com ferros de soldar oumaçaricos de GLP.

- Podem ser usadas para soldagem de Cobre (Cu)e suas ligas, como latão ebronze, mas não servem para soldar outros metais, como Alumínio (Al) e Ferro(Fe). As Soldas de Estanho são largamente utilizadas para soldagemprincipalmente na eletro-eletrônica e na hidráulica.

- Na eletro-eletrônica, são mais usadas as soldas em forma de fios com a liga 60/40ou a 63/37, que é a mistura eutética “Grego: facilmente fundida”, com ponto defusão de 183°C. As aplicações são a soldagem de componentes em placas decircuito impresso, soldagem de terminais e conectores em cabos elétricos, etc.

ELETRÔNICA Solda• Técnicas de Soldagem (Componente / Placa)

a) Técnica correta de soldagem: a ponta do soldador é inseridano orifício de tal forma que a ponta toca tanto o terminal docomponente a soldar como o orifício na superfície da placa.Assim, ambos estarão à mesma temperatura.Assim, ambos estarão à mesma temperatura.

b) O estanho deve ser aplicado diretamente ao orifício, e não à

ponta do soldador. Desta forma, o estanho é fundido noorifício, e a junção (terminal do componente e orifício da placa)é aquecida à temperatura necessária para soldar o componentena placa. Não mantenha a ponta do soldador no terminal docomponente e/ou no orifício mais do que o mínimo necessário(cerca de 10s).

ELETRÔNICA Solda

ELETRÔNICA SoldaDicas para uma boa soldagem:1- Mantenha a ponta do soldador longe de tudo, exceto do ponto a ser

soldado. O soldador é quente e pode queimar facilmente o que ficar em

contato com ele, provocando queimaduras e até causando incêndio.

2- Certifique-se de ter à mão uma esponja úmida para efetuar a limpeza daponta do soldador. Soldar é basicamente um processo químico e atéuma pequena quantidade de contaminante pode impedir uma boauma pequena quantidade de contaminante pode impedir uma boasoldagem.

3- Sempre se certifique que a ponta está estanhada quando o soldador estáligado. A estanhagem protege a ponta e melhora a transferência decalor. Para estanhar o soldador, limpe a ponta e seque-a com umaesponja úmida. Então imediatamente funda um pouco de estanhofresco na sua ponta. A ponta deverá estar brilhante e revestida com oestanho. Se o soldador estiver sem uso por um longo período, limpe oe então re-estanhe a ponta antes de continuar.

ELETRÔNICA SoldaDicas para uma boa soldagem:4- Cuidado para não remover o revestimento protetor da ponta do soldador.

5- Uma solda fria é uma solda onde uma bolha de ar ou outra impureza tenhaentrado na junta durante o resfriamento. Junções frias podem ser identificadaspor sua aparência opaca e matizada. O estanho não fluiu corretamente, nãoenvolvendo os terminais do componente. Junções frias são frágeis eestabelecem conexões elétricas ruins. Para consertar tal solda, aplique a pontaestabelecem conexões elétricas ruins. Para consertar tal solda, aplique a pontado soldador na solda até que o estanho re-funda e flua no terminal docomponente. Se uma solda fria reaparece, remova o estanho com um sugadorde solda, e resolde a junção.

6- Não mantenha o soldador na junta por um longo período de tempo (mais doque 10 segundos), visto que muito componentes eletrônicos, ou a própriaplaca de circuito impresso, podem ser danificadas por calor prolongado ouexcessivo. Muito calor pode destruir as trilhas do circuito impresso. Algunscomponentes que podem se danificar devido ao calor em excesso são: diodos,Circuitos Integrados (CIs) e transistores.

ELETRÔNICA Solda1 - Encoste a ponta do ferro na solda que

vai ser retirada. O recomendável aqui é

Colocar um pouco mais de solda no

terminal do componente. Isto

facilita a dessoldagem;

2 - Derreta bem a solda no

Terminal do componente;Terminal do componente;

3 - Empurre o embolo (pistão) do sugador e coloque-o bem em cima da solda naposição vertical, sem retirar o ferro;

4 - Aperte o botão, o pistão volta para a posição inicial e o bico aspira a soldapara dentro do sugador;

5 - Retire o ferro e sugador ao mesmo tempo. Agora o componente está com oterminal solto. Se ficar ainda um pouco de solda segurando o terminal, coloquemais e repita a operação.

ELETRÔNICA Capacitores

Capacitor – Condensador. Dispositivo que conseguearmazenar uma carga elétrica num espaço bastantereduzido. Normalmente, são placas ou folhas condutorasseparadas por camadas finas de um dielétrico (ar, papelparafinado ou mica), sendo as placas em lados opostosparafinado ou mica), sendo as placas em lados opostosdas camadas dielétricas carregadas de eletricidade desinais contrários, por uma fonte de voltagem. A energiado sistema carregado é armazenada no dielétricopolarizado, com a capacitância proporcional à área e àconstante dielétrica da camada dielétrica, e inversamenteproporcional à sua espessura.

ELETRÔNICA Capacitores

Princípio:

Dois condutores + diferença de carga elétrica campo elétrico

ELETRÔNICA Capacitores

Aplicação

ELETRÔNICA CapacitoresSe forem duas placas paralelas que quando carregadas com uma

carga Q, que se apresentem com uma diferença de potencial Vab

– A capacitância será definida por:

ELETRÔNICA Capacitores• O dielétrico

Capacitor com dielétrico de ar ou vácuo

Baixas capacitâncias (ar baixa rigidez

dielétrica ~ 800 V/mm)

Outros dielétricos:

– Polímeros

– Óxidos

– Cerâmicas

ELETRÔNICA Capacitores• O que ocorre quando um material destes é colocado entre as placas.

Ao aplicarmos tensão elétrica, ocorre a polarização do dielétrico,ou seja, alinhamento dos dipolos elétricos dentro do material,fenômeno que requer energia,ao interrompermos a aplicaçãoao interrompermos a aplicaçãoda tensão, os dipolos retornama sua posição inicial, liberandoassim esta energia, ou sejadescarregando o capacitor.

ELETRÔNICA Capacitores• Ao surgir a polarização, surge um campo

elétrico oposto ao campo elétrico aplicado,

assim o campo elétrico efetivo dentro do

Capacitor é reduzido, podendo ser escrito

como:

– Onde s é a densidade de carga (Q/A)

– Assim quanto maior a polarização do dielétrico menor o campo

dentro do capacitor , e portanto maior a constante dielétrica

e relativa.

ELETRÔNICA Capacitores•O Capacitor Real

• Símbolo

• Código de tolerância

±5% (J), ±10% (K), ±20% (M)

ELETRÔNICA Capacitores

•Associação de Capacitores

I ) Série - Como não ocorre criação nem destruição de carga ao

ligar capacitores em série então:

ELETRÔNICA Capacitores

•Associação de Capacitores

II ) Paralelo – Como a tensão dos capacitores é a mesma, então:

ELETRÔNICA IndutoresO Indutor

• Corrente elétrica passando em um condutor campo magnético

Neste caso o densidade de fluxo magnético gerado é

– Onde:

i é a corrente que circula pelo fio

r é a distância do fio onde o campo é medido

µ0 é a permeabilidade magnética do meio

(ar / vácuo)

ELETRÔNICA Indutores• No caso de um solenóide a seqüência de espiras

concentra as linhas de campo aumentando o

campo magnético no interior do mesmo

– Neste caso campo magnético é dado por:

• Se for inserido um núcleo de material

ferromagnético no interior do solenóide o campo

magnético será aumentado em função das

propriedades do material empregado

– Então o campo magnético poderá ser escrito como:

– Onde k é a permeabilidade magnética relativa do material empregado

ELETRÔNICA Indutores•Definição de Indutância - Indutância pode ser definida como o comportamento de

uma bobina resistindo á variação da corrente que circula nela.

• Baseado na lei de Faraday, a indutância pode ser escrita em termos da tensão

gerada em oposição à variação da corrente.

Se temos um aumento Se temos um aumento corrente... ..

..... Então uma tensão oposta é

criada pelo campo magnético

da bobina

ELETRÔNICA Indutores• Em resumo, a bobina (ou indutor) é um componente elétrico construído por um

fio enrolado em várias voltas. Seu valor é a indutância, e a unidade de medida éo henry H. Esta unidade é muito elevada para medir as bobinas utilizadas emeletrônica , então utilizamos o mili-Henry (mH) e o micro-Henry (mH).

SimbolosSimbolos

Tipos comuns de Indutores

ELETRÔNICA Indutores• Aplicações : A bobina é atravessada facilmente pela corrente

contínua. Corrente alternada de baixa freqüência também temfacilidade para atravessar uma bobina, mas quanto maior é afreqüência, maior é a dificuldade. Esta característica é inversa àdo capacitor. Por isso, associações de capacitores e bobinas sãodo capacitor. Por isso, associações de capacitores e bobinas sãousados para formar filtros de vários tipos, como por exemplo, ossintonizadores. Quando giramos o botão sintonizador de estaçõesde um rádio (DIAL), estamos na verdade atuando sobre umcapacitor variável, associado a uma bobina, selecionado afreqüência desejada.

ELETRÔNICA Indutores•Aplicações : Transformador - Quando duas bobinas são enroladassobre o mesmo núcleo, temos um componente derivado, chamadotransformador. Cada uma das bobinas é chamada de enrolamento.Quando aplicamos uma tensão no primeiro enrolamento (chamadode primário), podemos retirar uma outra tensão, sendo gerada pelosegundo enrolamento (secundário). Isto pode ser usado parasegundo enrolamento (secundário). Isto pode ser usado paraaumentar ou reduzir a tensão.

Em uma fonte de alimentação convencional

(não chaveada), o primeiro circuito é um

transformador, que recebe a tensão da rede

elétrica (110 ou 220 volts) e produz no

secundário uma outra tensão alternada.

ELETRÔNICA Indutores• Aplicações : Transformador -Os transformadores têm muitas

outras aplicações. São usados por exemplo como “isoladores” dalinha telefônica em modems. Eles protegem (até certo ponto) omodem de eventuais sobre tensões na linha telefônica. Pelo fatode terem uma indutância, eles também atuam como filtros dede terem uma indutância, eles também atuam como filtros deruídos.

ELETRÔNICA Diodos

•O diodo é um componente classificado comosemicondutor. Ele é feito dos mesmos materiais queformam os Transistores e CI´s. Este material é baseado nosilício. Ao silício são adicionadas substâncias chamadasgenericamente de dopagem ou impurezas. Temos assimgenericamente de dopagem ou impurezas. Temos assimtrechos tipo N e tipo P. A diferença entre os dois tipos estána forma como os elétrons são conduzidos. Sem entrar emdetalhes sobre microeletrônica, o importante aqui é saberque quando temos uma junção PN, a corrente elétricatrafega com facilidade do trecho P para o trecho N, masnão consegue trafegar no sentido inverso.

ELETRÔNICA Diodos

•O diodo possui seus dois terminais ligados às partes deuma junção PN. A parte ligada ao P é chamada de anodo, ea parte ligada ao N é chamada de catodo. A correnteelétrica trafega livremente no sentido do anodo para ocatodo, mas não pode trafegar no sentido inverso..catodo, mas não pode trafegar no sentido inverso..

ELETRÔNICA Diodos• Intrínseco

• Dopagem tipo-n

Eletrons compartinlhadosligação colvaente

Adição da impureza

• Dopagem tipo-p

Adição da impureza contribui com um elétron livre

Adição de Atomosde Antimônio como impureza.

Adição de Átomos de Boro como impureza.

Adição da impureza cria um “buraco” ou falhaNa camada de valência.

ELETRÔNICA Diodos

•Por causa desta característica, os diodos são usados, entreoutras aplicações, como retificadores. Eles atuam noprocesso de transformação de corrente alternada emcorrente contínua.

ELETRÔNICA Diodos

•Por causa desta característica, os diodos são usados, comosua principal aplicações, nos retificadores. Eles atuam noprocesso de transformação de corrente alternada emcorrente contínua.

A) Tensão alternada em tensão pulsante ( + ou - )

Retificação em Meia Onda

ELETRÔNICA DiodosB) Tensão alternada em tensão pulsante (+ onda completa)

• Retificação em Onda Completa

ELETRÔNICA DiodosLED (Light Emitting Diode)

O LED é um tipo especial de diodoque tem a capacidade de emitir luzquando é atravessado por umacorrente elétrica. Como todo diodo,corrente elétrica. Como todo diodo,o LED (Light Emitting Diode)permite a passagem de corrente(quando acende) no sentido direto,do anodo para o catodo. No sentidoinverso, a corrente não o atravessa,e a luz não é emitida.

ELETRÔNICA Diodos• Gerando uma queda de tensão num circuito

• Imagine que você possui uma lâmpada (LED) que se acendecom uma tensão de 3 Volts e deseja ligar essa lâmpada mas,você possui uma bateria de 12 Volts para alimentar ocircuito. Sendo assim, você não pode ligar essa lâmpada comcircuito. Sendo assim, você não pode ligar essa lâmpada coma tensão de 12 Volts, pois queimará a lâmpada. Então a saídaé desenvolver um circuito para fazer com que somente os 3Volts necessários fique sobre a lâmpada. Para isso, utilizamosum resistor para fazer a função de queda de tensão. Isso éfeito colocando-se um resistor em série com a lâmpada deforma a existir, sobre o resistor, uma queda de tensão de 9Volts, ficando 3 volts restantes sobre a lâmpada.

ELETRÔNICA DiodosExercício Prático:

Construir um circuito para acender um (ou mais) LED´s,

alimentado(s) por uma bateria (ou fonte CC ) de 12 volts,

Utilizando apenas LED´s, Resistor(es) e a fonte.

ELETRÔNICA DiodosGerando uma queda de tensão num circuito

(http://www.casemodbr.com/resistor.htm)