Resistor Dependente de Luz: Um Guia Completo

O que é um Resistor Dependente de Luz?

Um resistor dependente de luz é definido como um dispositivo cuja resistência diminui com o aumento da intensidade luminosa e aumenta com a diminuição da intensidade luminosa. A resistência de um LDR pode variar de alguns ohms a vários megaohms, dependendo do tipo e qualidade do material utilizado e da temperatura ambiente.

O símbolo de um resistor dependente de luz é mostrado abaixo. A seta indica a direção da luz que incide sobre ele.

Como Funciona um Resistor Dependente de Luz?

O princípio de funcionamento de um resistor dependente de luz baseia-se no fenômeno da fotocondutividade. A fotocondutividade é o aumento da condutividade elétrica de um material quando ele absorve fótons (partículas de luz) com energia suficiente.

Quando a luz incide em um LDR, os fótons excitam os elétrons na banda de valência (a camada mais externa dos átomos) do material semicondutor e fazem com que eles pululem para a banda de condução (a camada onde os elétrons podem se mover livremente). Isso cria mais elétrons livres e buracos (cargas positivas) que podem conduzir corrente elétrica. Como resultado, a resistência do LDR diminui.

A quantidade de mudança de resistência depende de vários fatores, tais como:

• O comprimento de onda e a intensidade da luz incidente

• A lacuna de banda (a diferença de energia entre a banda de valência e a banda de condução) do material semicondutor

• O nível de dopagem (o número de impurezas adicionadas para modificar as propriedades elétricas) do material semicondutor

• A área superficial e a espessura do LDR

• A temperatura e a umidade ambiente

Quais são as Características de um Resistor Dependente de Luz?

As principais características de um resistor dependente de luz são:

• Não-linearidade: A relação entre a resistência e a intensidade luminosa não é linear, mas exponencial. Isso significa que uma pequena mudança na intensidade luminosa pode causar uma grande mudança na resistência, ou vice-versa.

• Resposta espectral: A sensibilidade de um LDR varia com o comprimento de onda da luz. Alguns LDRs podem não responder a certos intervalos de comprimentos de onda. A curva de resposta espectral mostra como a resistência muda com diferentes comprimentos de onda para um determinado LDR.

• Tempo de resposta: O tempo de resposta é o tempo necessário para que um LDR mude sua resistência quando exposto ou removido da luz. O tempo de resposta consiste em dois componentes: tempo de subida e tempo de queda. O tempo de subida é o tempo necessário para que um LDR diminua sua resistência quando exposto à luz, enquanto o tempo de queda é o tempo necessário para que um LDR aumente sua resistência quando removido da luz. Geralmente, o tempo de subida é mais rápido que o tempo de queda, e ambos estão na ordem de milissegundos.

• Taxa de recuperação: A taxa de recuperação é a velocidade com que um LDR retorna à sua resistência original após ser exposto ou removido da luz. A taxa de recuperação depende de fatores como temperatura, umidade e efeitos de envelhecimento.

• Sensibilidade: A sensibilidade de um LDR é a razão de mudança na resistência em relação à mudança na intensidade luminosa. É geralmente expressa em porcentagens ou decibéis (dB). Maior sensibilidade significa que um LDR pode detectar menores mudanças na intensidade luminosa.

• Potência nominal: A potência nominal de um LDR é a potência máxima que pode ser dissipada por um LDR sem danificá-lo. É geralmente expressa em watts (W) ou miliwatts (mW). Uma maior potência nominal significa que um LDR pode suportar maiores voltagens e correntes.

Quais são os Tipos de Resistores Dependentes de Luz?

Os resistores dependentes de luz podem ser classificados em dois tipos, com base nos materiais utilizados para construí-los:

• Fotoresistores intrínsecos: Estes são feitos de materiais semicondutores puros, como silício ou germânio. Eles têm uma grande lacuna de banda e requerem fótons de alta energia para excitar elétrons através dela. Eles são mais sensíveis a comprimentos de onda curtos (como ultravioleta) do que a comprimentos de onda longos (como infravermelho).

• Fotoresistores extrínsecos: Estes são feitos de materiais semicondutores dopados com impurezas que criam novos níveis de energia acima da banda de valência. Esses níveis de energia são preenchidos com elétrons que podem facilmente saltar para a banda de condução com fótons de baixa energia. Os fotoresistores extrínsecos são mais sensíveis a comprimentos de onda longos (como infravermelho) do que a comprimentos de onda curtos (como ultravioleta).

A tabela a seguir resume alguns dos materiais comuns usados para fotoresistores intrínsecos e extrínsecos e suas faixas de resposta espectral.

Como Fazer um Circuito com Resistor Dependente de Luz?

Um circuito com resistor dependente de luz é um circuito eletrônico simples que usa um LDR como um resistor variável para controlar o fluxo de corrente no circuito. O princípio básico de um