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.
- 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! E NUNCA LIGUE UM FIO DIRETAMENTE NO OUTRO, SEMPRE TENHA UM EQUIPAMENTO QUE CONSUMA A 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.
- 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. É representado no circuito pelo símbolo:
- 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! Seu símbolo é o mesmo do gerador, porém deve estar sempre com seu polo negativo voltado para o polo negativo do gerador:
- Resistências
Já descrito anteriormente, serve para diminuir a ddp em um trecho do circuito, entre outros usos. Sua representação é:
- 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.
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 ou use o esquema:
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
R=?
Como não há resistores de 145 ohms, usa-se um de 150 ohms.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 q 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.
- 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.
Exemplo de 12V/7V switch com um led:
http://www.hitechmods.com/diagrams/baybus/bb-chart.jpg
