PC Tuning & Casemod: Eletrônica Basica ( by KuE )

Às vezes a criatividade de um modder é barrada por não saber o básico sobre eletricidade e eletrônica. Talvez esse artigo ajude você a entender um pouco mais e aumentar seu conhecimento sobre o assunto, mas não entrarei em detalhes aprofundados de cada item, talvez em outros artigos.

1. Unidades de medidas

2. Componentes

3. Primeira Lei de Ohm

4. Ligações em série

5. Ligações em paralelo

6. Potência

7. O Resistor

8. Exemplos gerais úteis

01) Unidades de Medidas

- DDP (Diferença de Potencial)

Sempre que houver uma diferença de potencial entre dois pontos carregados com energia esses pontos tenderão a se balancear, o que cria uma corrente elétrica. Sua unidade usual é Volt (V). Uma analogia para se entender esse conceito é a água em queda livre. Quanto maior a altura, maior a força da água que atinge o chão, logo quanto maior a diferença da voltagem de dois pontos maior é a energia elétrica ali presente.Onde você irá usar esse conceito? Na raiz de qualquer mod que envolva eletricidade: os conectores molex. Note que neles sempre há dois fios pretos ao centro (terra), um amarelo (+12V) e um vermelho (+5V). Suponha que você queira ligar um fan 12V. Como ligá-lo direto no molex?Usando nosso conceito acima citado, vou tentar deixar bem claro. Ligue um fio do fan no fio amarelo do molex e um no preto. Você terá 12V. Lembre-se que usei a DIFERENÇA de potencial, sendo diferença a subtração de um elemento por outro.

EXEMPLO:

FIO AMARELO (12v) + FIO PRETO (terra - 0v)

Você terá: +12V – 0V = +12V

FIO VERMELHO (5v) + FIO PRETO (terra - 0v)Você terá: +5V – 0V = +5V

Mas e se eu ligar +12V com +5V? Entra em curto? Vejamos:

FIO AMARELO (12v) + FIO VERMELHO (5v)

Lembrando que é a DIFERENÇA entre os dois é o esperado,

Você terá: +12V – (+5V) = +12V – 5V = 7V

Não é mágica!!! É eletrônica!!!

Espero que você tenha entendido sem nenhuma dúvida!

OBS : E NUNCA LIGUE UM FIO DIRETAMENTE NO OUTRO, SEMPRE TENHA UM EQUIPAMENTO QUE CONSUMA ENERGIA !!

- Corrente

A corrente é a medida da quantidade de elétrons que se movimentam pelo condutor. Quanto maior a corrente, maior o fluxo de elétrons, bem simples. A corrente sempre flui do polo NEGATIVO (-) para o POSITIVO (+). Sua unidade é ampères (A).

- Resistores

A resistência elétrica é a dificuldade que o meio impõe sobre a passagem dos elétrons. Pode e é muito usado a nosso favor como em chuveiros elétricos. Medido em Ohms (Ω). Seu representante mais conhecido em eletrônica é o resistor. Agora que você já sabe o básico passe para a próxima parte.

02) Componentes

Há uma infinidade de componentes presentes em circuitos como geradores, receptores, capacitores, diodos, transistores, resistores, CI’s (circuitos integrados) e muitos outros. Iremos abordar aqui somente os que serão necessários para a construção de circuitos simples.

- Gerador

Como o próprio nome diz, gera energia elétrica e consequentemente, corrente. Normalmente são baterias, pilhas, tomadas ou no nosso caso a fonte de nossos computadores.

- Geradores em série (suas ddps são somadas):

- Receptores

Qualquer outro aparelho, exceto geradores, que consumam a energia gerada pelo gerador. A soma das DDPs dos receptores nunca excedem a dos geradores.

- Resistências

Já descrito anteriormente, serve para diminuir a ddp em um trecho do circuito, entre outros usos.

- LEDs

São componentes que emitem luz, sem desgaste, podendo durar até 50 anos. É representado por:

Creio que para nosso propósito somente isso será necessário. Com o decorrer do artigo você saberá mais detalhes de cada componente.

03) A primeira lei de OHM

Aqui iremos utilizar os conceitos vistos em uma só equação.

U = R x I

Como toda equação você pode alternar entre seus membros obtendo: R = U / I ou I = U / R

Tampe com o dedo o valor que você procura e faça o que o resto da tabela diz. Quer achar a resistência? Tampe com o dedo, você obtém U sobre I (ddp divida pela intensidade da corrente). Quer achar a ddp? Tampe U com o dedo e você obtém R X I (resistência multiplica a intensidade da corrente).

Um exemplo prático:

Você tem um fan 12V e quer ligá-lo em um molex sobressalente de sua fonte:

Você quer ligar um LED amarelo (2,1V) em um molex sobressalente da sua fonte.

Como realizar essa proeza?

Ora com nosso amigo OHM!

A intensidade de um led é normalmente de 20 miliamperes (1 ampère divido por mil) que é igual a 0,02 A (sempre usar a unidade completa).

Nosso resistor precisará somente de 2,1V, logo devemos calcular o quanto deve ser removido: +5v - 2,1V = 2,9V.

Para retirar esse excesso usamos o RESISTOR que transformará essa energia em calor. Temos:

U=2,9V
R=U / I
I=0,02
R=2,9 / 0,02 = 145 ohms

Como não há resistores de 145 ohms, usa-se um de 150 ohms.

04) Ligação em série

Quando se liga dois dispositivos de modo que a corrente passe somente por um caminho a ligação recebe o nome de ligação em série. Em uma ligação em série a ddp é dividida entre os componentes, logo você nunca conseguirá fazer funcionar 3 leds de 2,1V em um circuito de 5V e a intensidade que percorre um ramo do circuito é a mesma. Se um componente queimar os outros irão se apagar.

Cada led tem a sua I = 0,02A.
A soma das U’s dos leds é 4,2V.
A ddp do circuito é 5V.
A ddp excedente é de 0,8V.
Qual o resistor que deve ser utilizado?

Na primeira lei de ohm:

R = U / I à R = 0,8 / 0,02 à R= 40 ohms, como não há resistores de 40 usa-se um de 47 ohms.

A resistência equivalente de dois resistores em série é calculada por:

Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

Exemplo:

Dois resistores em série de 30 ohms são equivalentes a um de 60 ohms pois 30 + 30 = 60.

05) Ligação em paralelo

Quando se liga dois dispositivos de modo que a corrente tenha dois ou mais caminhos para percorrer a ligação recebe o nome de ligação em paralelo. Em uma ligação em paralelo a ddp é a mesma para todos os componentes e a intensidade que entra através de um dos terminais de um circuito é dividida entre os ramos associados. Se um componente queimar os outros continuam aceso, desde que não haja um componente em serie no mesmo ramo.

Cada led tem a sua I = 0,02 A e a intensidade do circuito é 0,04 A.

Nesse caso você terá que calcular qual resistor será usado em cada ramo do circuito. A resistência a ser usada em cada ramo é:

- I = 0,02 A
- U = 5V
- R = ?

U(total) = 5v – 3v = 2v (energia excedente).

- R= U / I
- R = 2 / 0,02
- R = 100 ohms.

Você também poderia usar somente um de 50W pela fórmula:

1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn

1/Req = 1/100 + 1/100

1/100Req = 1/100Req + 1/100Req

100 = Req + Req

2Req = 100 logo R= 50 ohms.

Como não há resistores de 50, usa-se um de 56 ohms.

06) Potência

Muita gente se contenta com a lei de ohm e vai logo calculando qual resistor deve usar, põe lá no seu circuito e manda bala. De repente, seus leds param. O que aconteceu? O resistor não agüentou a potência requerida pelos leds. Sabe-se que resistores transformam energia elétrica em energia térmica e no caso do nosso amigo ali ele não levou isso em conta. Resultado: O resistor não agüentou! Agora você vem e pergunta de novo: Como saber a potência correta para o resistor que necessito?

É fácil !! Nessa outra equação:

P = U x I

P = potência (Watts)U = ddp (Volts)I = corrente (Ampères)

Ela também pode ser trabalhada como a outra, ou seja, pode se transformar em:

U = P / I
I = P / U

Sendo U = R x I também temos que:

P=R x I x I
P=R x I² ( Útil no caso de não se ter a ddp )

Ou ainda: I = U / R,
logo P = U x U / R à
P = U² / R ( Útil no caso de não se ter a intensidade )

Um exemplo prático:

A voltagem dos led em paralelo é 1V (número hipotético). A corrente total é: 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,02 = 0,08 A

A voltagem excedente é: 12 – 1 = 11V ; logo a corrente que atinge o resistor é: 11 X 0,08 = 0,88W

O resistor é R = U/I R= 11/0,08 = 137,5 ohms sendo usado um de 150 ohms.

Um resistor normal agüenta uma potência de 1/4W (0,25W) logo, deveria ser comprado um resistor de 1 ohms, para aguentar com segurança a potência dissipada.

07) Resistores

Já vimos que o resistor transforma energia elétrica em calor, sua ligação em série, sua ligação em paralelo e suas características. Agora iremos aprender como reconhecer um resistor e como converter seu resultado em um resistor existente.

Em nossa seção de artigos já temos dois ótimos artigos sobre isso: Sobre resistores e sobre as cores das faixas dos resistores.

Agora irei apresentar a razão da sua pergunta: “De onde esse cara tira o resistor que existe naqueles casos que o resultado não dá exato?” E a resposta é: das Séries E.

10 /12 /15 /18 /22 /27 /33 /39 /47 /56 /68 /82

No exemplo de resistores em série achamos que o resistor necessário seria um de 40 ohms. Não há tal valor na tabela, portanto usamos o valor mais aproximado, que seria 47 ohms.No exemplo de potência achamos que o resistor necessário seria um de 137,5 ohms. Como proceder agora? Multiplique os valores da tabela por 10:

100 /120 /150 /180/ 220 /270 /330/ 390 /470 /560 /680 /820

O mais próximo de 137,5 ohms é 150 ohms e assim proceda, multiplicando por 100, 1000, etc.

08) Exemplos gerais

- Uso de um switch para ligar e desligar fan com um led:

Você pode notar o switch liga/desliga, um resistor, um led e o fan. Por ser uma ligação em paralelo a ddp é a mesma para o ramo do fan e o ramo do led, portanto o ventilador não irá parar ou funcionar mais devagar.

O resistor foi calculado assim:

Ddp que vem: 12V

Voltagem do led: 2,1V

Logo: 12 – 12,1 = 9,9V

Calculando agora o resistor a ser usado:

R= U / I

R = 9,9 / 0,02

R= 495 ohms o adequado é o de 470 ohms.

E finalmente a potência:

P= U x I

P= 9,9 x 0.02

P= 0,198W sendo necessário o uso de um resistor de 1/4W.