Componentes Eletrônicos

O que são componentes eletrônicos?

Componentes eletrônicos são fundamentais para quem deseja entender como funciona a eletrônica e dominar os conhecimentos nesta área e agregar atualmente em destaques para projetos Arduino.

Cada componente eletrônico foi desenvolvido para se comportar de uma forma única circuitos eletrônicos e elétricos em geral quando aplicada uma tensão e corrente elétrica ao mesmo.

Os componentes eletrônicos são fundamentais para que um circuito eletrônico ou elétrico funcione de forma adequada. São os responsáveis por definir níveis de tensão e corrente elétricas, a fim de que o circuito projetado possa atingir objetivo desejado, assim podendo desenvolver um projeto, que pode ser totalmente feito com componentes eletrônicos discretos ou circuitos integrados, claro que nem só de eletrônica é feito um bom projeto. Muitas vezes há a necessidade de se obter componentes ópticos, eletromecânicos, plásticos, metais, etc.

Atualmente, componentes eletrônicos básicos podem ser encontrados já montados em diversos módulos, Shields e demais para utilização em projetos eletrônicos e robótico.

COMPONENTES ELETRÔNICOS ATIVOS

Os componentes eletrônicos são divididos em duas categorias: ativos e passivos. Os passivos não necessitam de uma fonte de energia externa para seu funcionamento, como resistores, capacitores e bobinas. Já os ativos como transístores e circuitos integrados necessitam de energia externa para funcionarem.

COMPONENTES ELETRÔNICOS ATIVOS

São componentes capazes de gerar sua própria energia, podendo ou não interferir no funcionamento de outros componentes integrados em seus terminais, manipulando a direção da corrente e demais elementos de controle de energia. , veja mais sobre estes abaixo.

Componentes ativos são aqueles que podem gerar ou amplificar energia. podendo ou não interferir no funcionamento de outros componentes no qual estão interligados, manipulando a direção da tensão e corrente e demais funcionalidades no controle de energia. Componentes ativos incluem componentes amplificadores, tais como transistores, diodos, circuitos integrados, dispositivos optoeletrônicos e as próprias fontes de energia tais como baterias, pilhas e outras fontes de alimentação.

COMPONENTES ELETRÔNICOS PASSIVOS

Diferente aos componentes ativos, os componentes passivos não aumentam a intensidade de uma corrente ou tensão, não amplificam nem geram sinais. Têm como característica interagir com a energia ao circuito, dissipando-a em outras modalidades como, por exemplo, em calor. Têm função de polarizar, acoplar ou desacoplar circuitos eletrônicos.

Resistores, capacitores, indutores, sensores e antenas são exemplos de componentes passivos nos quais podemos citar.

Os resistores são uns dos componentes eletrônicos mais básicos de qualquer circuito.

Dentre as suas principais atribuições, podemos destacar a sua capacidade de transformar a corrente elétrica que passa em seu corpo em uma energia térmica que reduz a corrente, realizando este procedimento através do chamado efeito joule. 

O resistor tem como função em um circuito elétrico/eletrônico,  uma diminuição na intensidade da corrente elétrica, além disso, a presença dele ao longo de um fio acarreta redução ou queda do potencial elétrico.

Sua funcionalidade elétrica baseia-se na medida em Ohms, ou seja, a resistência que determina o quanto a corrente será reduzida pelo componente.

Normalmente os resistores são classificados com uma sequência de cores impresso em seu corpo, além do valor da resistência, por exemplo, temos uma cor que indica também o fator de tolerância destes componentes.

O que é um resistor variável?

Além dos resistores tradicionais que possuem uma resistência fixa, há os modelos de resistores com resistência variável, estes modelos possuem a capacidade única de variar a sua resistência de 0 até um determinado valor especificado pelo mesmo, um dos exemplos mais comuns é o potenciômetro e trimpot.

CAPACITORES

Capacitor é um dispositivo capaz de acumular cargas elétricas quando uma diferença de potencial é estabelecida entre seus eletrodos. A capacitância dos capacitores, no que lhe concerne, é a medida de quanta carga o componente é capaz de acumular para uma determinada diferença de potencial.

Os capacitores, simplesmente, são produzidos por duas placas condutoras paralelas, chamadas de armaduras, que podem ou não ser preenchidas com um meio altamente dielétrico (isolante) entre elas.

A quantia de carga armazenada dividida pela tensão elétrica que existe entre as armaduras denomina-se de Capacitância e é medida através da nomenclatura (Farad).

As principais aplicações de um capacitor.

O capacitor funciona de uma forma semelhante a uma pilha, porém pode ser capaz de descarregar sua carga em poucos segundos. Costumam ser utilizados como filtro de ruído em fonte de tensão e áudios.

É importante saber que não há um único tipo de capacitor, dentre os principais destaca-se os seguintes:

Capacitor Eletrolítico: tem definida sua polaridade positivo (+) negativo (-), caso seja invertido pode entrar em curto e ser inutilizado, podendo até explodir.

Capacitor de Poliéster: sua composição é formada por diversas camadas de alumínio e poliéster, não recomendado para uso em altas frequências porem bem aplicados em áudio e como filtros de transientes.

Capacitor Cerâmico: É um disco de cerâmico com duas armaduras em suas faces. Aplicado em circuitos de corrente contínua e pode ser utilizado em sistemas de alta frequência.

Capacitor de Tântalo: consegue obter grandes capacitâncias em um tamanho muito reduzido e é utilizado para substituir o capacitor eletrolítico quando o espaço é um problema.

Porem o maior desafio é encontra-lo para comprar hoje em dia.

INDUTORES

Indutores são componentes capazes de armazenar energia em forma de campo magnético.

Esse campo magnético é gerado pela corrente elétrica que passa pelo seu corpo de espiras em cobre.

A capacidade de armazenar energia em forma de campo magnético é medida pela nomenclatura (Henry) (H).

Quais os tipos de indutores existentes?

Não há um único modelo de indutor, eles podem ter diferentes formatos em seus núcleos e estes componentes eletrônicos diferenciam-se pelo seu núcleo:

Núcleo ferromagnético: utiliza de materiais ferrosos no núcleo para obter maiores valores de indutância.

Núcleo laminado: seu núcleo é produzido com finas camadas de aço-silício, isoladas por verniz. É empregado para baixas frequências.

Núcleo de ar: seu núcleo é vazio, mas embora a sua pouca indutância ele não apresenta perdas causadas pelo núcleo, sendo empregado para altas frequências.

Núcleo de ferrite: São indutores que apresentam um excelente desempenho em altas frequências, foi muito utilizado em rádios a válvula.

Indutor Toroidal: tem um núcleo de ferrite, porém com um formato arrendondado. Seu campo magnético possui um caminho fechado para circular, reduzindo consideravelmente as perdas e aumentando o valor da indutância.

TRANSISTORES

São componentes eletrônicos que, assim como o diodo, são construídos a partir de semicondutor. O transistor tem a capacidade de controlar a passagem de corrente e até a tensão. O transistor comumente possui três terminais, base, coletor e emissor.

O funcionamento deste componente é extremamente simples, sempre que existir uma corrente no pino correspondente à base, o transistor irá permitir que corrente passe entre o coletor e o emissor, caso contrário este processo não será realizado.

Com o transistor, podem ser construídos portas lógicas, e a partir de portas lógicas, podemos construir processadores, base de toda computação moderna (os circuitos integrados)

Existem, diferentes tipos de transístores, bipolar e transístor unipolar ou FET. Este último tem diferentes variantes: o JFET (Junction Field Effect Transístor), o mosfet (Metal Oxid Semiconductor Function Effect Transistor), o Nmosfet (tipo n), o Pmosfet (tipo p).

Os Transistores bipolares são componentes de três terminais que possibilitam controle da corrente que passa por dois terminais através de outra injetada em seu terceiro pino, a corrente de controle é bem menor que a controlada, desta maneira temos um efeito de amplificação da corrente. Alguns dos modelos mais conhecidos de transistores são os de junção NPN e PNP, definidos assim através de seus projetos.

Transistor unipolar

Denominado Transistor unipolar também conhecido como transistor de efeito de campo, sua condutividade é controlada por uma tensão aplicada externamente. Podem ser de dois tipos: o FET de junção e o FET de porta isolada.

Derivado do fato de que a maioria dos portadores de cargas fluindo através do Transistor são ou somente elétrons (como o transistor JFET com canal N) ou apenas lacunas (como no caso do transistor JFET com canal P).

DIODO

Este componente eletrônico permite que a corrente elétrica circule em um único sentido.

Composto de material semicondutor,  um tipo de material que fica meio caminho entre um condutor e um isolante.

Possui terminais e é formado por uma junção de silício ou germânio (usado em recepção de rádio) que permitem à corrente, circular em um único sentido.

Quanto as aplicações destes componentes eletrônicos denominados Diodo?

Esse componente é aplicado em circuitos retificadores que convertem a corrente alternada em corrente contínua. Também pode ser usado como proteção para circuitos e reguladores de tensão.

O diodo só conduz em um sentido, (como mencionado acima) como se fosse uma rua de mão única para a corrente elétrica. Quando ele é polarizado no sentido correto, isto é, diretamente polarizado a corrente passa normalmente, porém com uma pequena queda de tensão. Ela fica em torno de 0,6-0,8 volts.

COMPONENTES ELETRÔNICOS ELETROMECÂNICOS

Os componentes eletromecânicos combinam processos elétricos e mecânicos, utilizando-se da movimentação de partes. Os principais representantes dessa categoria são cristais, terminais, chaves, engrenagens, caixa de redução, servo motor, conectores,  fusíveis, etc.

CRISTAIS OSCILADORES

Os cristais osciladoresé um componente eletrônico que utiliza a ressonância de um cristal em vibração de um material piezoeletrônico, para criar um sinal elétrico com uma frequência bastante precisa. Frequência esta, usada para medir precisamente o tempo, tais como em relógios de quartzo, também para estabilizar frequências de transmissores de rádio.  

Os tipos mais comuns de cristal oscilador são os desenvolvidos em quartzo, mas outros materiais também são utilizados para o desenvolvimento deste componente eletrônico, dentre eles podemos destacar cerâmica e poli cristais.

SWITCHES (Chaves)

S responsáveis pela passagem ou interrupção de corrente e tensão.

Chave / Switch são componentes eletrônicos mecânico que completa (fecha) ou interrompe (abre) o caminho de corrente ou tensão em um projeto eletrônico. São caracterizadas pelo número de contatos (Polos) e pelo número de conexões (Throws) entre esses contatos. Os switches e chaves de pressão possuem contatos momentâneos, que são contatos que se movimentam quando a chave é pressionada, realizando o trabalho de abrir ou fechar o circuito conectado ao projeto.

MÓDULOS

Os módulos e circuitos eletrônicos como também são chamados, são resultantes da união de vários componentes eletrônicos montados em uma placa de CI. Estes módulos são considerados elementos de interação direta em projetos já que ali estão agregado vários componentes eletrônicos, que podem ser agregadas em Arduino placas microcontroladoras.

AUXILIARES PARA PROTOTIPAGEM

Prototipagem é a arte de transferir ideias do âmbito conceitual para a realidade. para validar uma ideia.

FONTES DE ALIMENTAÇÃO

Uma fonte de alimentação, é um dispositivo composto por vários componentes eletrônicos que convertem a energia elétrica alternada para contínua. Esse composto também é aplicado contra filtro de ruídos elétricos e pode ser ajustada à necessidade do seu equipamento elétrico. 

1. Tudo começa com a entrada de energia elétrica alternada, sendo esta é “reduzida” por um transformador que é um componente estilo indutor . Capaz de “reduzir” ou “elevar” os níveis de tensão na entrada da fonte.
2.  O próximo passo é a retificação dessa energia alternada para uma energia continua, essa etapa é composta por uma ponte de diodos que só permitem a passagem dos ciclos do sinal positivos para apenas uma direção. Existe também o a possibilidade de usar somente diodos, proporcionando uma meia onda do semi ciclo positivo.
3. Caso seja uma fonte estabilizada será empregado componentes associados para este processo.
4. Para finalizar temos um filtro que normalmente denominado por indutores e capacitores, esse filtro faz com que o sinal pulsante fique o mais próximo possível de um sinal linear de corrente contínua. Esse filtro atua carregando e descarregando os capacitores (acumuladores de energia).