O Resistor

Um componente eletrônico presente em basicamente qualquer projeto e que é essencial termos uma clara compreensão de seu funcionamento e aplicações. Estamos falando do resistor.

Neste post eu trago alguns conhecimentos muito básicos e que todo maker, projetista ou estudante de eletrônica deve ter sobre resistores. Vamos conhecer o componente em seus aspectos físicos e teóricos.

O resistor é basicamente um componente responsável por limitar o fluxo de corrente, ou seja, ele gera resistência. Como consequência há uma queda de tensão de uma extremidade a outra e também a transformação da energia elétrica em energia térmica.

Provavelmente você já se deparou com uma resistor, ou uma resistência como se costuma chamar dependendo da aplicação. Quando estamos falando de micro eletrônica o componente eletrônico é o resistor. No entanto no nosso dia-a-dia temos ferros de passar roupa, chuveiro elétrico, forno elétrico e outros eletrodomésticos que sabemos que internamente possuem resistências para aquecer algo, seja roupa, água ou alimentos.

Temos então um componente que gera uma força de resistência elétrica que pode ter dois objetivos: o primeiro é limitar a corrente simplesmente e o segundo é gerar calor.

Simbologia

Podemos encontrar na literatura basicamente duas simbologias para os resistores. A Figura 1 apresenta as duas possibilidades.

Na Figura 1(A) temos o símbolo dos EUA, muito utilizados em livros e em aulas expositivas talvez pela facilidade de desenhar. Já na Figura 1(B) temos o símbolo europeu especificado pela IEC (International Electrotechnical Commission, do inglês, Comissão Eletrotécnica Internacional). Eu particularmente costumo utilizar os símbolo da IEC.

Figura 1 – Simbologia do resistor. (A) EUA; (B) EU / IEC. Fonte: Adaptado de EASYEDA (2021).

Aspecto Físico

Diversos são os tipos de resistores que temos no mercado. Eles podem variar, além do valor da resistência, em outros aspectos como tamanho, potência, tipo de montagem (SMD ou THC), formato geométrico (cuboide ou cilíndrico), precisão e cor.

Na Figura 2 podemos observar alguns resistores em uma imagem gerada por computador. Na figura, R1 e R4 são resistores THC (through hole component, do inglês, componente através do furo) que tem seus terminais passando pelo furo da placa para fixação.

Ainda na Figura 2 podemos ver dois resistores SMD (surface mount devices, do inglês, componentes montados em superfícies), R2 e R3. Eles não tem terminais portanto sua montagem é realizada soldando o componente diretamente no lado cobreado da placa.

Figura 2 – Aspectos físicos do resistor. Fonte: Adaptado de EASYEDA (2021).

Tamanho

Um aspecto físico que devemos observar quando vamos utilizar um resistor é o limite da potência que o componente suporta. O tamanho do resistor geralmente está relacionado com a potência que suporta.

A Figura 3 apresenta alguns resistores organizados em tamanho por ordem crescente de cima para baixo. Observe que a potência, em watts (W), aumenta juntamente com o tamanho do resistor, ou seja, quanto maior o resistor maior o potência que pode ser dissipada.

Figura 3 – Comparação de tamanho de resistores de condutor axial. Fonte: (LUDOVINO, 2013).

Apesar desta observação sempre verifique se está adquirindo o resistor com a potência adequada, pois se guiar apenas pelo tamanho pode te levar a erros no projeto do seu circuito.

Padrão de Cores nos Resistores

A Figura 4 traz uma foto com resistores de diversos valores. Observe que cada um tem um conjunto de faixas coloridas. Estas faixas representam o valor da resistência, em ohms.

Figura 4 – Uma matriz de resistores de condutor axial variando a resistência. Fonte: (AMOS, 2018).

Existe mais de uma padrão para observar o valor de um resistor em seu corpo. O padrão utilizado no resistores da Figura 4 é o de quatro faixas de cor. Vejamos como saber o valor de um resistor pelas cores.

Resistores com quatro faixas de cor

No padrão de cores, cada cor tem um valor numérico, assim, cada conjunto de cores gera um conjunto de valores que usamos para determinar quantos ohms tem o resistor.

No padrão de quatro cores, as três primeiras determinam o valor em ohms. A quarta cor determina a precisão, ou seja, qual a margem de segurança, ou tolerância, para o valor dado. A Figura 5 mostra a representação de um resistor de quatro faixas.

Figura 5 – Resistor de quatro faixas de cor. Fonte: Fonte: Adaptado de AUTODESK (2021).

A tabela da Figura 6 mostra as cores possíveis para as três primeiras faixas.

Figura 6 – Valor das cores para as faixas do resistor. Fonte: o autor.

Na tabela da Figura 7 temos as cores e os valores possíveis para a tolerância do resistor. É comum ter certa dificuldade de perceber qual é a primeira faixa e qual a última visto que podemos ter cores parecidas. Em resistores de quatro cores geralmente a quarta faixa fica mais afastada.

Figura 7 – Valor das cores para tolerância do resistor. Fonte: o autor.

Para determinar o valor de um resistor com base nas cores vamos usar como exemplo o resistor R da Figura 5.

Para as cores do resistor R na Figura 5, marrom, preto, vermelho e dourado, temos então os valores 1, 0, 2 e ±5 %. Já sabemos que a tolerância é de ±5 % pela cor dourada. Agora resta saber o valor em ohms.

Para isso usamos um métodos simples onde as duas primeiras faixas determinam um número em conjunto, sem somar nem multiplicar, no caso do nosso exemplo 1 e 0 formam 10.

Em seguida a terceira faixa deve ser usada como expoente numa potência de 10. Dessa forma teríamos 10² ou 100.

Para finalizar multiplicamos este valor pelo obtido com as duas primeiras faixas. Ficando

R = 10 × 100 = 1.000 Ω.

Para valores maiores ou igual a zero você pode simplesmente considerar que a terceira faixa é a quantidade de zeros após o valor obtido com as duas primeiras faixas.

Sabemos que a tolerância é de 5 %, para mais ou menos, então este resistor pode ter de 950 Ω à 1050 Ω.

Como R = 1.000 Ω geralmente convertemos este valor para (kilo ohms) ou (mega ohms). Sendo

1 kΩ = 1.000 Ω

e

1 MΩ = 1.000.000 Ω.

Resistores com cinco faixas de cor

O método para determinar quantos ohms tem um resistor de cinco faixas de cor é basicamente o mesmo.

A única diferença é que a faixa que define a potência de 10 é a quarta faixa. Dessa as três primeiras faixas compõem o número com os valores em sequência. E em seguida acrescentamos tantos zeros quanto for o valor da quarta faixa, para valores maiores ou igual a zero.

As cores utilizadas são as mesmas, inclusive para a cor da tolerância, que neste caso é a quinta faixa.

A Figura 8 apresenta mais um exemplo de resistor com cinco faixas. Utilizei o resistor com corpo azul porque é muito comum encontrar resistores de cinco faixas com esta cor no corpo dele.

De acordo com a tabela já apresentada na Figura 6 os valores das faixas da 1ª à 5ª são: 4, 7, 0 e 2.

Temos então a formação do número 470 com as três primeiras faixas e em seguida adicionamos 2 zeros a este valor. Assim temos R = 47000 Ω = 47 kΩ.

Figura 8 – Resistor de cinco faixas de cor. Fonte: Adaptado de AUTODESK (2021).

A tolerância neste caso é ±1 % visto que a quinta cor é marrom e este é o valor de acordo com a tabela da Figura 7.

Nem sempre é fácil identificar a cor das faixas nos resistores pois algumas aparentam muito parecidas. Podemos perceber isto principalmente nos resistores com corpo azul. Com isto em mente sempre tenha em mãos um multímetro para verificar em caso de dúvida.

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Resistores SMD

Como apresentado anteriormente os resistores SMD são aqueles que não tem montagem utilizando terminais que passam pelo furo da placa.

São largamente utilizados atualmente, pois permitem a miniaturização dos circuitos. Existem diversos tamanhos definidos por um código de encapsulamento.

A Figura 9 mostra diversos exemplos de resistores SMD enquanto a Figura 10 exibe uma tabela com os tipos de encapsulamentos e seu tamanho em milímetros.

Como não possui cores a leitura do valor do resistor é realizada pelo número escrito em seu corpo. A Figura 9 traz diversos resistores com valores diferentes.

Figura 9 – Resistores SMD variados. Fonte: (INDIANMART, 2021).
Figura 10 – Encapsulamentos e tamanhos de componentes SMD. Fonte: Adaptado de ELECTRONICS NOTES (2021).

Mesmo não tendo cores a regra é similar à leitura dos resistores com faixas de cores. Também existem padrões diferentes. Os mais comuns são os que utilizam três ou quatro dígitos.

A leitura de três dígitos segue um padrão similar ao de quatro cores. Os dois primeiros dígitos são os mais significativos e o terceiro o multiplicador. Por exemplo o resistor SMD com o número 473 é calculado como

R = 47 × 10³ = 47.000 Ω = 47 kΩ.

O padrão de quatro dígitos funciona com o último dígito sendo o multiplicador. Dessa forma usamos os três primeiros dígitos como mais significativos e adicionamos tantos zeros quanto for o quarto dígito. Se o valor for 2201 temos

R = 220 × 10¹ = 2.200 Ω = 2,2 kΩ.

Em ambos padrões quando aparecer a letra R considere ela como a separação decimal.

Por exemplo: 5R600 seria um resistor de 5,6 Ω.

Outros Tipos de Resistores

Além do resistor comum de valor fixo existem diversos outros tipos que nos permitem projetar circuitos mais interativos ou sensitivos.

Potenciômetro e Trimpot

O potenciômetro é provavelmente o mais conhecido dos resistores variáveis. São largamente utilizados em sistemas que possibilitam ajustes de volume e equalização por exemplo.

Os símbolos dos resistores variáveis podem ser vistos na Figura 11. Existem outros símbolos com pequena variação destes apresentados na imagem dependendo da aplicação e padrão adotado.

Figura 11 – Simbologia do resistor variável. (A) EUA; (B) EU / IEC. Fonte: Adaptado de EASYEDA (2021).

Na Figura 12 podemos ver um esboço de um potenciômetro internamente. Observe que o destaque em (B) é o elemento resistivo. Esse elemento está conectado com o ambiente externo pelos terminais 1 e 3. Se medir a resistência entre estes terminais teremos o valor da resistência do potenciômetro por completo.

A variação será quando realiza a leitura utilizando o terminal central (2) e alguma das extremidades. O elemento de contato (D) toca no ponto do elemento resistivo e o conecta ao terminal 2.

Se girarmos o manipulador do ajuste (E) o contato vai se mover para outra posição de contato com a resistência interna. Dessa forma, medindo a resistência entre 1 e 2 ou 2 e 3 temos a resistência proporcional à posição do elemento de contato para potenciômetros lineares.

Figura 12 – Esboço de um potenciômetro. (A) Corpo; (B) elemento resistivo; (C) contato do terminal; (D) elemento de contato; (E) manipulador para ajuste; (1, 2 e 3) terminais. Fonte: o autor.

Além da resistência e tipo é preciso observar se o potenciômetro é do tipo linear ou logarítmico.

O linear muda a resistência referente ao terminal 2 de acordo com uma função linear. Na prática se você girar 50% terá 50% do valor resistência e assim de forma proporcional para qualquer percentual de giro, o que não acontece com o tipo logarítmico.

Utilize o simulador Demonstração do Potenciômetro Linear para entender melhor como os três terminais estão relacionados. Siga as instruções e veja a alteração dos valores lidos em tempo real.

Uma visão real de um potenciômetro pode ser vista na Figura 13. Existem diversos formatos tipos e valores para os potenciômetros.

Figura 13 – Foto de um potenciômetro. Fonte: Adaptado de AMOS (2019).

O termo “potenciômetro” geralmente é usando para generalizar os resistores variáveis, no entanto existem outras designações como o trimpot.

O trimpot tem a mesma estrutura funcional do potenciômetro apresentado na Figura 11. A grande diferença é na sua aplicação.

Enquanto o potenciômetro tem uma função de permitir que o usuário do produto ajuste algo, como volume ou intensidade luminosa, o trimpot é utilizado para ajustes de fábrica. Geralmente em produtos comerciais não temos fácil acesso aos trimpots. Em geral é preciso de uma ferramenta, como uma pequena chave de fenda, para ajustar o trimpot.

A Figura 14 mostra uma foto com diversos modelos de trimpots THC.

Figura 14 – Diversos tipos de trimpots THC. Fonte(JUNKYARDSPARKLE, 2015).

Fotorresistor ou LDR

O fotorresistor também é um tipo de resistor variável que altera sua resistência de acordo com a intensidade luminosa que incide em seu corpo.

Geralmente tem o valor da resistência se comporta inversamente proporcional à incidência de luz, ou seja, quando há um aumento na incidência de luz sobre o componente a resistência dele diminui.

É comumente chamado de LDR (Light Dependent Resistor, do inglês, Resistor Dependente de Luz) mesmo em lojas físicas ou sites em português.

A simbologia do LDR é apresentada na Figura 15 com a versão dos Estados Unidos, Figura 15(A), e europeia, Figura 15(B).

Figura 15 – Simbologia do LDR. (A) EUA; (B) EU / IEC. Fonte: Adaptado de STARTING ELECTRONICS (2012).

O aspecto físico do LDR pode ser visto na Figura 16.

Figura 16 – Aspecto físico. Fonte: (ALIEXPRESS, 2021).

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Conclusão

Neste post foram apresentados os resistores e seus diversos aspectos e tipos. Vimos sua simbologia, estrutura física, funcionamento e códigos de cores. Além dos tipos vistos aqui existem outros, como o PTC e o NTC, mas são assunto para outro post.

Lembre-se de escolher o resistor adequado para seu projeto de acordo com as diversas características apresentadas.

No próximo post falaremos sobre a Lei de Ohm e o cálculo dos resistores para situações diversas.

Referências

ALIEXPRESS. 10pcs GL5506 Luz Dependent Resistor LDR Ldr LDR Foto Resistores 5mm Interruptor Fotoelétrico Componente 5506 Resistência. Disponível em: https://pt.aliexpress.com/item/32845906516.html. Acesso em: 19 jan. 2021.

AMOS, Evan. An array of axial-lead resistors of varying resistance. Wikipédia, 1 ago. 2018. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor#/media/File:Electronic-Axial-Lead-Resistors-Array.jpg. Acesso em: 13 jan. 2021.

AMOS, Evan. Potenciômetro. Wikipédia, 21 maio 2019. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Potenciômetro#/media/Ficheiro:Electronic-Component-Potentiometer.jpg. Acesso em: 18 jan. 2021.

AUTODESK. Tinkercad. In: AUTODESK. Cores do Resistor. [S. l.], 17 jan. 2021. Disponível em: https://www.tinkercad.com/things/dLzwdB2NQQi. Acesso em: 17 jan. 2021.

EASYEDA. Demo Resistores. [S. l.], 17 jan. 2021. Disponível em: https://easyeda.com/editor#id=9100bd5de45b42c0887990196395af33. Acesso em: 17 jan. 2021.

ELECTRONICS NOTES. SMT / SMD Components & packages, sizes, dimensions, details. [S. l.], 17 jan. 2021. Disponível em: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/surface-mount-technology-smd-smt/packages.php. Acesso em: 17 jan. 2021.

INDIANMART. All-Type SMD Chip Resistor, 5000pcs In 1 Reel. [S. l.], 17 jan. 2021. Disponível em: https://www.indiamart.com/proddetail/all-type-smd-chip-resistor-21699130430.html. Acesso em: 17 jan. 2021.

JUNKYARDSPARKLE,. Wikipédia. InPCB mount trimmer potentiometers, or “trimpots”, intended for infrequent adjustment. [S. l.], 29 mar. 2015. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer#/media/File:12_board_mounted_potentiometers.jpg. Acesso em: 19 jan. 2021.

LUDOVINO, David. Size comparison of axial-lead resistors. Wikipédia, 28 ago. 2013.
Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor#/media/File:Carbon_and_ceramic_resistors_of_different_power_ratings.jpg. Acesso em: 13 jan. 2021.

STARTING ELECTRONICS. LDR (Photoresistor), 30 jul. 2012. Disponível em: https://startingelectronics.org/beginners/components/LDR-photoresistor/. Acesso em: 19 jan. 2021.

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