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Aula04 Indice de Aulas Aula06

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) (r)
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:

Figura 2 - Segunda lei de Ohm

A forma mais pratica de mudar a resistência de um condutor é variar o seu comprimento, e é esse o principio de funcionamento de um potenciômetro.

Onde L é o comprimento do condutor em m

S a area da secção transversal em m²ou mm²

r é a resistividade em W.m ou W.mm²/m

e R a resistencia do condutor em W

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)

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

R_Total=___________

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.

R_AC=________

4. Sem mexer no cursor meça a resistência entre o cursor e a outra extremidade (B), anote.

R_BC=________

5. Conclusões

Termistores

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

R_NTC(ambiente)=____________ R_PTC(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

R_NTC(maior que ambiente)=____________

R_PTC(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.

R_NTC(menor que ambiente)=____________

R_PTC(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.

R_LDR(luz ambiente)=___________

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

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.

R_LDR(escuro)=___________

3. Escreva as suas conclusões.

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Bibliografia: Analise de Circuitos em Corrente Contínua - Rômulo Oliveira Albuquerque Editora Erica