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Experiência 05: Resistores especiais
Objetivos
  • Conhecer o funcionamento de alguns resistores especiais tais como o potenciômetro,  LDR, PTC e NTC;      
  • Medir a resistência do LDR sob diferentes condições de luz;    
  • Medir a resistência do PTC e NTC sob diferentes temperaturas.  

Material Usado
1  Multímetro digital
1 Matriz de pontos
1 Bateria de 9 V
1 Potenciômetro linear de 1 k
1 LDR
1 PTC
1 NTC
1 Lâmpada 110V/15 W


Introdução Teórica - LDR - Termistores  – Potenciômetro
     São resistores que tem a resistencia variada em função de  uma grandeza fisica como luz, temperaturae deslocamento.

Resistores  variáveis - Potenciômetro
     Muitas vezes precisamos que o valor da resistência   varie, (por exemplo quando você está aumentando o volume do seu  rádio, variando a luminosidade da lâmpada no painel do carro, etc)  neste caso deveremos usar um resistor de resistência variável.  Existem diversos tipos de resistores cuja resistência pode variar, mas  basicamente o principio de funcionamento é o mesmo (a variação  da resistência é obtida  variando-se o comprimento    do condutor - veja a bibliografia).
A Figura 1 mostra  o aspecto físico  de um resistor variável e o seu símbolo e principio de funcionamento.



   
         ( a )                                                   ( b )                                                      ( c )
Figura 1 - Potenciômetro  - ( a ) aspecto físico e  ( b  ) simbologias ( c ) principio de funcionamento


O principio de funcionamento do potenciômetro
De acordo com a segunda lei de OHM, a resistência  de um condutor pode ser mudada se for variado:
  • O  material (resistividade) ()
  • O  comprimento (L)
  • A  área da secção transversal (S)
A resistencia eletrica de um condutor de comprimento L e area de secção S feito de um material que tem resistividade r é calculada por:


Onde  L é o comprimento do condutor em m
S a area da secção transversal em  m2    ou  mm2
é a resistividade em .m    ou    .mm2/m

e R a resistencia do condutor em  


 
A forma mais pratica  de mudar a resistência de um condutor é variar o seu comprimento L,  e é esse o principio de funcionamento de um potenciômetro. Na Figura 1c o condutor tem comprimento  LAB, tendo uma resistencia RAB. Um contato deslizante, C, que em função da posição, altera o comprimento entre AC e o comprimento CB. Supondo potenciometro linear(LIN),resistencia total entre AB for 1000 Ohm, se o cursor estiver no meio RCB=RCA= 500 Ohms, e assim por diante. Atenção que isso não vale para potenciometros logaritmicos (LOG)


Figura 2 -  Condutor de comprimento L e area de secção transversal L


Existem potenciometros de diferentes formas para aplicações diversas. O elemento condutor pode ser carvão ou fio. No primeiro caso é para correntes pequenas (mA) no segundo caso a corrente pode ser de amperes. Existindo os precisão ou multivoltas onde para variar a resistencia de zero até o maximo são necessarias 10 voltas.




Termistores
    São  resistores usados como sensores de temperatura,  possuindo um grande valor  de coeficiente de temperatura, isso significa que, se a temperatura variar mesmo  de alguns graus a resistência sofrerá uma grande variação.  Podem ter o coeficiente de temperatura positivo, nesse caso são chamados  de PTC (Positive Temperature Coefficient ) ou coeficiente de temperatura negativo, sendo chamados de NTC (Negative Temperature  Coefficient ). No caso do PTC se a temperatura aumentar a resistencia aumenta. No caso do NTC se a temperatura aumentar a resistencia diminui.


  
        ( a )             ( b )                                        ( c )
Figura 3 - Termistores ( a ) PTC   ( b ) NTC   ( c )  Curvas de variação da resistência com temperatura  para NTC e PTC


LDR
    O LDR  (Light Dependent Resistor- Resistor Dependente da Luz)   é um resistor que tem a sua resistência alterada quando iluminado  por radiação visível ou infravermelho (IR). No escuro a  resistência é muito alta (mega ohms) e quando iluminado a resistência  diminui (algumas dezenas  de ohms). A sua principal aplicação  é como sensor de luz, detectando a presença ou não de luz.  É construído  de um material semicondutor, o sulfeto de cádmio,  CdS, ou o sulfeto de chumbo.


Figura 4- LDR  ( a ) aspecto físico ( b ) Símbolo ( c ) curva de  resposta espectral


Procedimento  Experimental
1.  Meça a resistência total do potenciômetro (entre  as extremidades). Varie o eixo do potenciômetro e verifique se a resistência  mudou.

Figura 5-   Medindo a resistência total do   potenciômetro - Dispositivos fora de escala

RTotal=___________

2.  Insira  o ohmimetro entre o cursor (terminal central) e um das extremidades. Varie o  eixo do potenciômetro observando o que acontece.

Figura 6 -   Medindo a resistência entre cursor  e uma extremidade - Dispositivos fora de escala

3.  Para uma  determinada posição do cursor (eixo) meça a resistência  entre o cursor (C) e uma extremidade (A) anote.

RAC=________
4.  Sem mexer  no cursor meça a resistência entre o cursor e a outra extremidade  (B), anote.
RBC=________
5. Conclusões

Termistores
1. Meça a resistência  de cada um dos termistores (NTC e PTC) à temperatura ambiente, anote.

RNTC(ambiente)=____________    RPTC(ambiente)=____________

2. Ligue a lâmpada na tomada (com cuidado) e aproxime-a  do termistor,  sem tocar no mesmo. Anote  o valor da resistência a uma temperatura maior que a ambiente. Voce pode usar  ferro de soldar para peoduziro calor, caso não disponha de nenhuma das duas fontes anteriores de calor,  aqueça as mãos (esfregando uma na  outra) e em seguida segure o termistor.


Figura 7 - Medindo a resistência de um NTC em temperatura  maior que ambiente


RNTC(maior que ambiente)=____________
RPTC(maior que ambiente)=____________

3. Coloque algumas pedras  de gelo em um copo e coloque os termistores por alguns segundos. Meça  a resistência  dos mesmos, anote.
RNTC(menor que ambiente)=____________
RPTC(menor que ambiente)=___________

4. Escreva as suas conclusões

Resistor Ativado por Luz (LDR)
1.  Meça a resistência do LDR quando iluminado pela luz natural ambiente,  anote.

RLDR(luz ambiente)=___________

2. Ilumine o LDR com a lampada (pode ser a lampada da sua sala), Figura 8a. Anote a resistencia.


                         ( a )                                                                            ( b )
Figura 8 - ( a ) LDR iluminado pela lampada ( b ) LDR no escuro

RLDR(Lampada)=___________
2.  Faça sombra no LDR (coloque a sua mão sobre o mesmo) e meça  a resistência nessas condições e anote.
RLDR(escuro)=___________
3. Escreva as suas conclusões.
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Bibliografia: Analise de Circuitos  em Corrente Contínua - Rômulo Oliveira Albuquerque Editora Erica
 
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