Resistor Elétrico: O que é e Qual é a sua Função? (Incluindo Exemplos)

Campo: Eletricidade Básica

China

O que é um resistor elétrico?

Um resistor (também conhecido como resistor elétrico) é definido como um elemento elétrico passivo de dois terminais que fornece resistência elétrica ao fluxo de corrente. A resistência é uma medida da oposição ao fluxo de corrente em um resistor. Quanto maior a resistência de um resistor, maior será a barreira contra o fluxo de corrente. Existem muitos diferentes tipos de resistores, como um termistor.

Em um circuito elétrico e eletrônico, a função principal de um resistor é "resistir" ao fluxo de elétrons, ou seja, corrente elétrica. É por isso que é chamado de "resistor".

Resistores são elementos elétricos passivos. Isso significa que eles não podem fornecer energia ao circuito, e, em vez disso, recebem energia e a dissipam na forma de calor enquanto uma corrente flui através dele.

Diferentes resistores são usados em um circuito elétrico e eletrônico para limitar o fluxo de corrente ou produzir queda de tensão. Resistores estão disponíveis em muitos valores de resistência diferentes, desde frações de Ohm (Ω) até milhões de Ohms.

De acordo com a lei de Ohm, a tensão (V) em um resistor é diretamente proporcional à corrente (I) que flui através dele. Onde a resistência R é a constante de proporcionalidade.

O que faz um resistor?

Em um circuito elétrico e eletrônico, os resistores são usados para limitar e regular o fluxo de corrente, dividir tensões, ajustar níveis de sinal, polarizar elementos ativos, etc.

Por exemplo, muitos resistores são conectados em série para limitar a corrente que flui através do diodo emissor de luz (LED). Outros exemplos são discutidos abaixo.

Proteção Contra Picos de Tensão

Um circuito amortecedor é onde uma combinação em série de um resistor e um capacitor estão conectados em paralelo com o tiristor usado para suprimir o aumento rápido da tensão através de um tiristor. Isso é conhecido como um circuito amortecedor usado para proteger o tiristor contra altos $\frac{dv}{dt}$ .

Os resistores também são usados para proteger as luzes LED contra picos de tensão. As luzes LED são sensíveis a correntes elétricas altas, e, portanto, serão danificadas se um resistor não for usado para controlar o fluxo de corrente elétrica através do LED.

Fornecer a Tensão Adequada Criando uma Queda de Tensão

Cada elemento em um circuito elétrico, como uma luz ou um interruptor, requer uma tensão específica. Para isso, os resistores são usados para fornecer a tensão adequada criando uma queda de tensão através dos elementos.

O que é Resistência Elétrica Medida em (Unidades de Resistor)?

A unidade SI para um resistor (a resistência elétrica é medida em) Ohm e é representada como Ω. A unidade ohm (Ω) é nomeada em homenagem ao grande físico e matemático alemão Georg Simon Ohm.

No sistema SI, um ohm é igual a 1 volt por ampère. Portanto,

$\begin{align*} 1\,\,Ohm = 1 \frac{Volt}{Ampere} \end{align*}$

Portanto, o resistor também é medido em volts por ampère.

Os resistores são fabricados e especificados em uma ampla gama de valores. Portanto, as unidades derivadas de resistores são feitas de acordo com seus valores, como miliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kiloohm (1 kΩ = 103 Ω) e megaohm (1 MΩ = 106 Ω), etc.

Símbolo do Circuito do Resistor Elétrico

Existem dois símbolos de circuito principais usados para resistores elétricos. O símbolo mais comum para um resistor é uma linha em zigue-zague, amplamente utilizada na América do Norte.

O outro símbolo de circuito para um resistor é um pequeno retângulo amplamente utilizado na Europa e na Ásia, e este é denominado símbolo internacional do resistor.

O símbolo do circuito para resistores, conforme mostrado na imagem abaixo.

Captura de tela do WeChat Work_1710134355893.png — Símbolo de Resistor

Captura de tela do WeChat Work_1710134362141.png — Símbolo de Resistor

Resistores em Série e Paralelo

Fórmula para Resistores em Série

O circuito abaixo mostra um número de resistores n conectados em série.

Se dois ou mais resistores estiverem conectados em série, então a resistência equivalente dos resistores conectados em série será igual à soma de suas resistências individuais.

Matematicamente, isso é expresso como

$\begin{align*} R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} R_n \end{align*}$

Em uma conexão em série, a corrente que flui através de cada resistor individual permanece constante (ou seja, a corrente através de cada resistor é a mesma).

Exemplo

Conforme mostrado no circuito abaixo, três resistores, 5 Ω, 10 Ω e 15 Ω, estão conectados em série. Encontre a resistência equivalente dos resistores conectados em série.

Solução:

Dados fornecidos: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ e $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

De acordo com a fórmula,

$\begin{align*} \begin{split} & R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \\ & = 5 + 10 + 15 \\ & R_e_q_.= 30\,\,\Omega \end{split} \end{align*}$

Assim, obtemos a resistência equivalente de resistores conectados em série é 30 Ω.

(observe que o diagrama do circuito acima diz 25 Ω. Isso é um erro de digitação, a resposta correta é 30 Ω)

Fórmula de Resistores em Paralelo

O circuito abaixo mostra um número de resistores n conectados em paralelo.

Se dois ou mais resistores estiverem conectados em paralelo, então a resistência equivalente dos resistores conectados em paralelo é igual ao inverso da soma dos inversos das resistências individuais.

Matematicamente, isso é expresso como

$\begin{align*} \frac{1}{R_e_q_.} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ........ + \frac{1}{R_n} \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{R_n} \end{align*}$

Em uma conexão paralela, a tensão que passa por cada resistor individual permanece constante (ou seja, a tensão em cada resistor é a mesma).

Circuitos de Resistores (Aplicações Exemplares)

Resistor Limitador de Corrente para LED

Limitar a corrente é muito importante em um LED. Se uma corrente excessiva passar por um LED, ele será danificado. Portanto, utiliza-se um resistor limitador de corrente para restringir ou reduzir a corrente no LED.

Os resistores limitadores de corrente são conectados em série com um LED para limitar a corrente que passa pelo LED a um valor seguro. Por exemplo, conforme mostrado na imagem abaixo, o resistor limitador de corrente é conectado em série com o LED.

LED – Circuito com Resistor Limitador de Corrente

Calcular o Valor Necessário do Resistor Limitador de Corrente

Ao calcular o valor de um resistor limitador de corrente, precisamos conhecer três especificações ou valores característicos do LED:

Tensão direta do LED (do datasheet)
Corrente direta máxima do LED (do datasheet)
VS = tensão de alimentação

A tensão direta é a tensão necessária para acender um LED, e geralmente está entre 1,7 V e 3,4 V, dependendo da cor da luz do LED. A corrente direta máxima é a corrente contínua que passa pelo LED, sendo normalmente cerca de 20 mA para LEDs básicos.

Agora, podemos calcular o valor necessário do resistor limitador de corrente usando a seguinte equação,

$\begin{align*} R = \frac{V_S - V_F}{I_F} \end{align*}$

Onde, $V_S$ = Tensão de Alimentação

$V_F$ = Tensão Direta

$I_F$ = corrente máxima direta

Vamos ver um exemplo de cálculo do valor necessário do resistor limitador de corrente usando a fórmula acima.

Resistores Pull-up

Resistores Pull-up são resistores usados em circuitos lógicos eletrônicos para garantir um estado conhecido para um sinal.

Em outras palavras, os resistores Pull-up são usados para garantir que um fio seja puxado para um nível lógico alto quando não há condição de entrada. Um resistor Pull-down funciona de maneira semelhante aos resistores Pull-up, exceto que eles puxam um fio para um nível lógico baixo.

Circuitos integrados modernos, microcontroladores e portas lógicas digitais têm muitas entradas e saídas, e essas entradas e saídas precisam ser configuradas corretamente. Portanto, resistores de pull-up são usados para garantir que a entrada do microcontrolador ou da porta lógica digital esteja em um estado conhecido.

Resistores de pull-up são usados em combinação com transistores, interruptores, botões, etc., que interrompem a conexão física de componentes subsequentes ao solo ou VCC. Por exemplo, o circuito do resistor de pull-up é mostrado na imagem abaixo.

企业微信截图_17101346272890.png — Circuito do Resistor de Pull-up

企业微信截图_17101346341956.png — Circuito do Resistor de Pull-up

Como mostrado, quando o interruptor está fechado, a tensão de entrada (Vin) no microcontrolador ou na porta vai para o solo, e quando o interruptor está aberto, a tensão de entrada (Vin) no microcontrolador ou na porta é puxada para o nível da tensão de entrada (Vin).

Portanto, o resistor de pull-up pode polarizar a entrada do microcontrolador ou da porta quando o interruptor está aberto. Sem um resistor de pull-up, as entradas no microcontrolador ou na porta estariam flutuando, ou seja, em um estado de alta impedância.

Um valor típico de resistor de pull-up é 4,7 kΩ, mas pode variar dependendo da aplicação.

Queda de Tensão Através de um Resistor

A queda de tensão através de um resistor não é nada mais do que simplesmente o valor da tensão através do resistor. A queda de tensão também é conhecida como queda IR.

Como sabemos, um resistor é um elemento elétrico passivo que fornece resistência elétrica ao fluxo de corrente. Assim, de acordo com a lei de Ohm, ele criará uma queda de tensão quando a corrente passar pelo resistor.

Matematicamente, a queda de tensão em um resistor pode ser expressa como,

$\begin{align*} V (Voltage \,\, Drop) = I * R \end{align*}$

Sinal para Quedas de Tensão (Quedas IR)

Para determinar o sinal das quedas de tensão em um resistor, a direção da corrente é muito importante.

Considere um resistor com resistência R no qual a corrente (I) flui do ponto A para o ponto B, conforme mostrado na imagem abaixo.

Portanto, o ponto A está em um potencial mais alto que o ponto B. Se viajarmos de A para B, V = I R negativo, ou seja, -I R (ou seja, queda de potencial). Da mesma forma, se viajarmos do ponto B para o ponto A, V = I R positivo, ou seja, +I R (ou seja, aumento de potencial).

Portanto, é claro que o sinal da queda de tensão em um resistor depende da direção da corrente através desse resistor.

Códigos de Cores de Resistores

Os Códigos de Cores de Resistores são usados para identificar o valor resistivo ou de resistência e a tolerância percentual de qualquer resistor. Os códigos de cores dos resistores usam faixas coloridas para identificá-los.

Como mostrado na figura abaixo, há quatro faixas coloridas impressas no resistor. Três das faixas são impressas lado a lado, e a quarta faixa é impressa ligeiramente afastada da terceira faixa.

4 band resistor color code — Código de Cores de Resistor de 4 Bandas

As duas primeiras faixas do lado esquerdo indicam as figuras significativas, a terceira faixa indica o multiplicador decimal e a quarta faixa indica a tolerância.

5 band resistor code — Código de cores de resistores de 5 faixas

A tabela abaixo mostra as figuras significativas, o multiplicador decimal e a tolerância para diferentes codificações de cores de resistores.

Pontos principais:

A faixa dourada e prateada é sempre colocada à direita.
O valor do resistor é sempre lido da esquerda para a direita.
Se não houver faixa de tolerância, encontre o lado com uma faixa próxima a um terminal e faça dessa a primeira faixa.

Exemplo (Como calcular o valor do resistor?)

Como mostrado na imagem abaixo, um resistor com codificação de cor de carbono tem a primeira faixa verde, a segunda azul, a terceira vermelha e a quarta dourada. Encontre as especificações do resistor.

Solução:

De acordo com a tabela de codificação de cores de resistores,

Verde	Azul	Vermelho	Dourado
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

$\begin{align} R = 56 10^2 \Omega \SI{\pm 5}{\%} \,\, \end{align*}$

Portanto, o valor da resistência é $5600\,\,\Omega$ com ${\pm 5}{\%}$ tolerância.

Portanto, o valor da resistência está entre

$5600 + 5 \% = 5600 + 280 = 5880 \,\,\Omega$

$5600 - 5 \% = 5600 - 280 = 5320 \,\,\Omega$

Portanto, o valor da resistência está entre $5880\,\,\Omega$ e $5320\,\,\Omega$ .

Codificação de Caracteres ou Letras (Código RKM)

Às vezes, os resistores podem ser tão pequenos que a codificação por cores é difícil de aplicar. Nesses casos, usa-se uma codificação de caracteres ou letras para as especificações dos resistores. Também é referido como código RKM.

Os caracteres usados para codificar resistores são R, K e M. Quando há um caractere entre dois números decimais, ele atua como um ponto decimal. Por exemplo, o caractere R indica Ohms, K indica Kilo ohms e M indica Mega ohms. Vamos ver exemplos disso.

Resistência	Código de Letra
0,3 Ω	R3
0,47 Ω	R47
1 Ω	1R0
1 KΩ	1K
4,7 KΩ	4K7
22,3 MΩ	22M3
9,7 MΩ	9M7
2 MΩ	2M

Exemplo – Código de Letra ou Dígito

A tolerância é indicada como

Caractere	Tolerância
F	${\pm 1}{\%}$
G	${\pm 2}{\%}$
J	${\pm 5}{\%}$
K	${\pm 10}{\%}$
M	${\pm 20}{\%}$

Exemplo – Resistor com código de letra:

Tipos de Resistores

Existem vários tipos de resistores, cada um com suas próprias propriedades únicas e casos de uso específicos.

Existem dois tipos básicos de resistores disponíveis: resistores fixos e resistores variáveis. Ambos os tipos estão listados abaixo.

Resistores Fixos

Os resistores fixos são o tipo mais amplamente utilizado de resistores. Eles são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos para ajustar e regular as condições adequadas em um circuito. Os tipos de resistores fixos estão listados abaixo.

Resistores de Composição de Carbono (Resistores de Carbono)
Resistores de Pilha de Carbono
Resistores de Filme de Carbono
Termistor (Resistor Térmico)
Resistores Enrolados em Fio
Resistores de Montagem Superficial
Resistores de Filme Metálico
Resistores de Filme de Óxido Metálico
Resistores de Filme Espesso
Resistores de Filme Fino
Resistores de Folha
Resistores de Carbono Impressos
Resistores Shunt de Amperímetro (Resistores de Detecção de Corrente)
Resistores de Grade

Resistores Variáveis

Os resistores variáveis consistem em um ou mais elementos de resistores fixos e um cursor. Estes fornecem três conexões ao elemento; duas estão conectadas ao elemento de resistor fixo, e a terceira é o cursor. Ao mover o cursor para diferentes terminais, podemos variar o valor da resistência.

Os tipos de resistores variáveis estão listados abaixo.

Resistores Ajustáveis
Potenciômetros
Resistores Variáveis (Reóstato)
Caixa de Décadas de Resistência (Caixa de Substituição de Resistores)
Varistores (Resistor Não Linear)
Resistor Dependente de Luz (LDR) ou Fotoresistor
Ajustadores

Outros tipos especiais de resistores incluem:

Resistor de Água (Reóstato de Água, Reóstato Líquido)
Resistor de Balastro
Resistor de Compósito Fenólico Moldado
Resistores Cermet
Resistores de Tântalo

Tamanhos de Resistores (Valores Mais Comuns de Resistores)

Os tamanhos dos resistores são organizados em uma série de valores padrão de resistores. Em 1952, a Comissão Eletrotécnica Internacional decidiu determinar os valores padrão de resistência e tolerância para aumentar a compatibilidade entre componentes e facilitar a fabricação de resistores.

Esses valores padrão são referidos como a série E da IEC 60063 de valores preferenciais. Essas séries E são classificadas como E12, E24, E48, E96 e E192, com 12, 24, 48, 96 e 192 valores diferentes dentro de cada década.

Os valores mais comuns de resistores estão listados abaixo. São os valores padrão de resistores E3, E6, E12 e E24.

Série de resistores padrão E3:

A série de resistores E3 são os valores mais comuns de resistores utilizados na indústria eletrônica.

1,0

2,2

4,7

Série de resistores padrão E6:

A série de resistores E3 também é muito utilizada e oferece uma ampla gama de valores comuns de resistores.

1,0	1,5	2,2
3,3	4,7	6,8

Série de resistores padrão E12:

1.0	1.2	1.5
1.8	2.2	2.7
3.3	3.9	4.7
5.6	6.8	8.2

Série de resistores padrão E24:

1.0	1.1	1.2
1.3	1.5	1.6
1.8	2.0	2.2
2.4	2.7	3.0
3.3	3.6	3.9
4.3	4.7	5.1
5.6	6.2	6.8
7.5	8.2	9.1

A tolerância de resistores geralmente é especificada em ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , e ${\pm 1}{\%}$ .

Do que é feito um resistor?

Dependendo da aplicação, existem diversos materiais utilizados para fabricar resistores.

Os resistores são feitos de carbono ou cobre, dificultando a passagem da corrente elétrica através do circuito.
O tipo mais comum e de uso geral é o resistor de carbono, ideal para circuitos eletrônicos de baixa potência.
As ligas de manganina e constantan são usadas para a fabricação de resistores de fio enrolado padrão, pois possuem alta resistividade e coeficiente de temperatura de resistência baixo.
A folha e o fio de manganina são usados para fabricar resistores como amperímetro shunts, pois a manganina tem quase zero coeficiente de temperatura de resistência.
A liga Níquel-Cobre-Manganês é usada para fabricar resistores padrão; resistores enrolados em fio, resistores enrolados em fio de precisão, etc. Esta liga tem a seguinte composição: Níquel = 4%; Cobre = 84%; Manganês = 12%.

Quais São os Usos Comuns do Resistor (Aplicações do Resistor)

Alguns das aplicações do resistor incluem:

Os resistores são usados em amplificadores, osciladores, multímetro digital, moduladores, demoduladores, transmissores, etc.
Fotorresistores são usados em alarmes antirroubo, detectores de chama, dispositivos fotográficos, etc.
Resistores enrolados em fio são usados em paralelo com amperímetros onde são necessários alta sensibilidade, controle de corrente equilibrado e medição precisa.

Fonte: Electrical4u.

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