Instrumentos de medição

Para medirmos as grandezas elétricas, fazemos uso de instrumentos de medição, de acordo com a grandeza que desejamos medir. De forma geral, dois instrumentos de medição são geralmente utilizados:

Multímetro: instrumento capaz de medir as grandezas de tensão, corrente, resistência, além de outras funções, como teste de continuidade, ganho de transistores, etc.

Osciloscópio: instrumento que permite visualizar, em tempo real, a forma de onda de um sinal de tensão.

 

Multímetro.

Osciloscópio.

Como visto nas figuras acima, o multímetro apresenta um valor numérico da medida, ou seja, sua amplitude, enquanto o osciloscópio apresenta um gráfico de como a tensão se comporta no tempo.

O multímetro é capaz de medir diversas grandezas elétricas. Assim, de acordo com a grandeza que se deseja medir, este instrumento funciona como os seguintes instrumentos:

• Ohmímetro: mede o valor de uma resistência.
• Voltímetro: mede a amplitude da tensão elétrica.
• Amperímetro: mede a amplitude da corrente elétrica.

Além destas grandezas, é comum nos multímetros ter-se também funcionalidades (depois exploramos mais!!!) como:

• Teste de continuidade: geralmente indicado por meio de um sinal sonoro (beep) quando o circuito esta fechado.
• Teste de diodos: verifica se a junção PN conduz na polarização positiva e bloqueia na polarização negativa.
• Teste de transistores: medição do ganho hFE.
• Medição de temperatura: geralmente realizada com sensor do tipo termopar.

Circuitos Resistivos

Antes de mais nada, o que é um circuito? Podemos dizer que um circuito corresponde a um conjunto de componentes (elétricos ou eletrônicos, no nosso caso) que são interligados para desempenhar uma determinada função.

Para nos familiarizarmos com circuitos, iremos inicialmente trabalhar com circuitos resistivos, isto é, compostos apenas por uma fonte de tensão e resistores.

Os resistores são dispositivos passivos que se opõem a passagem de corrente no circuito, podendo ser basicamente de dois tipos:

• Fixos: apresentam valores de resistência fixa entre seus dois terminais. A codificação dos valores é feita de acordo com um código de cores, como mostrado abaixo.

• Variáveis: constituídos de três terminais, apresentam resistência variável entre o terminal central e os terminais 

Associação de Resistores

Os resistores podem ser associados basicamente de duas maneiras:

• Série: a tensão se divide entre os resistores e a corrente é a mesma.

• Paralelo: a corrente se divide entre os resistores e a tensão é a mesma.

Caso os dois tipos sejam utilizados temos uma associação Mista. 

Montagem

Agora vamos trabalhar!!! Mãos a obra galera!!! 

Separe um punhado de resistores e utilizem o código de cores para descobrir os valores de cada um.

Depois, tente montar o circuito apresentado nas figuras abaixo. Pra facilitar, são apresentados os diagramas esquemáticos e de montagem em protoboard.

OBS: teste as tensões e as correntes em cada resistor e compare com os valores calculados com as fórmulas dadas.

Introdução a Eletricidade

Antes de começarmos a "Brincar de Robótica", vamos ver (ou rever!) alguns conceitos básicos de eletricidade básica.

Conceitos Básicos

Tudo começa no nível atômico! Segundo Thomson e Rutherford, o átomo é constituído de partículas menores, cada uma com uma carga elétrica específica:

• Prótons: positivo (+);
• Elétrons: negativo (-);
• Nêutrons: sem carga (0).

Cada tipo de átomo tem uma quantidade específica destas partículas. Dependendo das características dos átomos, estes podem se agrupar formando moléculas de elementos específicos, e, por sua vez, as moléculas também podem se agrupar formando materiais específicos, que podem ser classificados como:

• Condutores: materiais onde as cargas elétricas se movem com facilidade (metais);
• Isolantes: materiais que não conduzem cargas elétricas (vidro, porcelana, borracha, etc.);
• Semicondutores: materiais que se comportam ora como isolantes, ora como condutores (silício). É por causa deles que vc está lendo esse texto no seu PC, smartphone ou tablet!!!

Grandezas Elétricas

As principais grandezas elétricas são:

• Tensão: é a diferença de potencial elétrico (ddp) entre dois pontos. Unidade: [V] Volt.
• Corrente: é o movimento ordenado de cargas elétricas. Unidade: [A] Ampere.
• Potência: é o trabalho realizado pela corrente elétrica em um determinado intervalo de tempo. Unidade: [W] Watt.
• Resistência: é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Unidade: [Ω] Ohm.

Matematicamente, essas grandezas são relacionadas de acordo com o seguinte círculo de equações, baseado nas Leis de Ohm e de Kirchhoff:

Fontes de Alimentação

As fontes de alimentação dos circuitos podem ser de dois tipos:

• Fonte de tensão: fornece uma tensão a uma carga conectada a seus terminais. 
• Fonte de corrente: fornece uma corrente a uma carga conectada a seus terminais.

Além disso as fontes podem ser:

• Constantes: o valor da tensão ou corrente é constante, como por exemplo em pilhas e baterias.
• Alternadas: o valor da tensão ou corrente é variável, isto é, oscila em valores positivos e negativos, como por exemplo, a rede elétrica.

A simbologia para as fontes de tensão e corrente é a seguinte: 

Símbolos de fontes de tensão.

Símbolo de fonte de corrente.

Bom, depois desta breve introdução teórica, no próximo post começaremos a brincadeira, colocando a mão na massa de verdade!!!