Resistor Linear Explicado: Um Guia para Iniciantes

Talvez quando você começou a aprender eletrônica, também tenha se perguntado: O que é um resistor? Em termos simples, um resistor é um componente eletrônico usado para impedir ou restringir o fluxo de corrente em um circuito. Resistores estão por toda parte. Eles podem ser encontrados em eletrodomésticos, smartphones, máquinas industriais, dispositivos eletrônicos automotivos e até mesmo equipamentos médicos. São os componentes principais para tarefas básicas como regulação de tensão, controle de corrente ou condicionamento de sinal. Enquanto um dispositivo tiver essa função, ele existe.

Existem muitos tipos de resistores, e cada tipo tem sua aplicação específica. Em diagramas de circuitos, diferentes resistores também são representados por seus símbolos de resistência correspondentes. Geralmente, os resistores podem ser classificados em duas categorias principais: resistores lineares e resistores não lineares. A seguir, este artigo se concentrará nos resistores lineares, incluindo sua definição, principais características, tipos comuns e as diferenças em relação aos resistores não lineares. Vamos aprender mais sobre eles.

O que é a um resistor linear?

Como mencionado anteriormente, resistores lineares são um dos dois principais tipos de resistores. Dentro da faixa normal de operação de um resistor linear, a corrente e a tensão seguem estritamente a lei de Ohm V=I.×R (onde R é uma constante). É chamado de resistor "linear" porque seu valor de resistência R permanece constante quando a tensão e a corrente variam. Sua curva característica é uma reta que passa pela origem, com inclinação de 1/R, conforme mostrado na figura a seguir.

Em aplicações práticas, "linear" indica que a resistência instantânea (dinâmica) dV/dI do dispositivo é consistente com sua resistência nominal dentro da faixa operacional esperada.

Exemplos numéricos intuitivos (dois valores de resistência comuns):

Características dos Resistores Lineares

As características marcantes dos resistores lineares os tornam altamente confiáveis ​​em circuitos eletrônicos. A seguir, listamos algumas características-chave que frequentemente precisam ser verificadas no projeto:

1. Siga a característica de Ohm (comportamento linear Vi)

Significado: A tensão é diretamente proporcional à corrente. A curva característica é uma linha reta.

Impacto: Razão de divisão de tensão previsível, rede de polarização, projeto de feedback do amplificador operacional.

2. Valor de resistência constante

Significado: Dentro da faixa de trabalho, a resistência não depende da tensão ou da corrente.

Impacto: O ponto de trabalho é estável e a medição é repetível.

3. Precisão do valor de resistência (tolerância, ±% 0.1 ±% 1 ±5%, etc.)

Significado: O desvio permitido entre o valor nominal e o valor real.

Impacto: A precisão da divisão de tensão e do ganho do amplificador. Para circuitos de alta precisão, resistores de ≤Seleciona-se 1%. Para circuitos comuns, 5% são suficientes.

4. Coeficiente de temperatura (TCR, ppm/°C)

Significado: O grau em que a resistência varia com a temperatura. Resistores de filme metálico são normalmente ±50 ppm/°C, resistores de filme de carbono ±200-500 ppm/°C, e os resistores de folha podem ser tão baixos quanto ±5 ppm/°C.

Fórmula: ΔR=R₀×TCR×ΔT

Impacto: Circuitos de precisão exigem resistores de deriva de baixa temperatura.

5. Potência nominal (Watt, W)

Significado: A potência máxima que um resistor pode consumir continuamente.

Verifique:  P = eu²R=V²/R

Impacto: A sobrecarga pode causar aquecimento ou até mesmo danos ao resistor. Geralmente, uma margem de duas vezes é selecionada.

6. Tensão nominal

Significado: A tensão contínua máxima que um resistor pode suportar.

Impacto: Em aplicações de alta frequência ou alta resistência, a classificação de tensão geralmente é mais crítica do que a classificação de potência.

7. Coeficiente de Tensão

Significado: A extensão em que a resistência varia com a voltagem.

Impacto: circuitos divisores de tensão de alta precisão precisam selecionar resistores de filme/folha metálica com VCR extremamente baixo.

8. Modos de falha e confiabilidade

Significado: Excesso de energia, umidade, sulfatação, etc., podem causar falha nos resistores.

Impacto: Em ambientes industriais, devem ser selecionados resistores resistentes à sulfetação, que tenham filme de óxido metálico ou que sejam bem embalados.

Tipos de resistores lineares

Resistores lineares podem ser divididos em duas categorias principais: resistores fixos e resistores variáveis. Ambos os tipos de resistores seguem rigorosamente a lei de Ohm, ou seja, seus valores de resistência permanecem constantes em qualquer configuração. Um resistor fixo tem um valor de resistência permanente. Resistores variáveis ​​permitem que o valor da resistência seja ajustado manualmente ou eletronicamente. Agora, vamos analisar mais detalhadamente em que se dividem esses dois tipos de resistores!

Resistores Lineares Fixos

Resistores Lineares Variáveis

Comparação entre resistores lineares e não lineares

Anteriormente, já fornecemos uma introdução detalhada ao conteúdo relevante sobre resistência linear. Em termos simples, resistores lineares seguem a Lei de Ohm, que afirma que a tensão é diretamente proporcional à corrente. A seguir, explicaremos as diferenças entre resistores não lineares e resistores lineares.

Primeiro de tudo, o que é um resistor não linear? Ao contrário dos resistores lineares, os resistores não lineares não seguem rigorosamente a Lei de Ohm. Seus valores de resistência variam com a tensão, a corrente ou as condições ambientais, como temperatura e luz. Suas curvas IV não são uma linha reta, como mostrado na figura a seguir:

Resistores não lineares típicos incluem termistores, fotorresistores (LDR), varistores, diodos, etc. As funções desses componentes não são apenas limitar a corrente; eles também fornecem respostas dinâmicas específicas.

Em resumo, a diferença entre resistores lineares e não lineares pode ser refletida nos seguintes aspectos:

1. Curva característica

Resistor linear: Tensão e corrente têm uma relação linear, e a curva VI é uma linha reta.

Resistor não linear: A relação entre tensão e corrente é não linear, e a curva VI é uma curva ou uma linha reta por partes.

2. Estabilidade do valor de resistência

Resistores lineares: O valor da resistência permanece constante e não muda significativamente com as condições externas.

Resistores não lineares: O valor da resistência varia com a voltagem, a corrente ou o ambiente.

3. Cenários de aplicação

Resistores lineares: Adequado para uso em circuitos que exigem valores de resistência estáveis, como limitação de corrente, distribuição de tensão e regulação de sinal.

Resistores não lineares: Comumente usado em cenários como proteção contra sobretensão, detecção de temperatura e detecção de luz.

4. Símbolo do Resistor

Ambos são representados pelo símbolo de resistor em diagramas de circuito, mas componentes não lineares, como diodos e termistores, geralmente têm símbolos especiais para distingui-los.

Ao escolher diferentes tipos de resistores em aplicações práticas, devemos determinar qual resistor usar com base na função de resistor exigida pelo circuito. Se for necessário um desempenho estável e previsível, deve-se escolher um resistor linear. Um resistor não linear deve ser usado se for necessário responder a mudanças de temperatura, luz e voltagem. Então, aqui está uma tabela comparativa resumida.

Aplicações de resistores lineares

Sendo o componente passivo mais fundamental em projetos eletrônicos, a aplicação de resistores lineares é, obviamente, muito ampla. Abaixo, listamos alguns exemplos típicos de aplicação:

1. Divisão de Tensão em um Circuito

A função mais comum de um resistor linear é a divisão de tensão. Por que usar resistores lineares? Como seu valor de resistência permanece constante, a relação de saída pode ser prevista. Conectando um par ou um grupo de resistores lineares em série, a tensão de entrada pode ser dividida em tensões menores e mais controláveis.

Por exemplo, em circuitos analógicos, divisores de resistores lineares são frequentemente usados ​​para reduzir o sinal do sensor e então enviá-lo ao ADC (Conversor Analógico-Digital).

2. Limitação de corrente em aplicações de LED

Ao acionar um LED, uma corrente excessiva pode facilmente danificar o diodo. Nesse caso, um resistor linear conectado em série pode funcionar como um limitador de corrente.

Por exemplo, o circuito da luz indicadora de LED é sempre conectado em série com um resistor linear. Conforme mostrado na figura a seguir,

3. Balanceamento de carga em fontes de alimentação

Em circuitos de alimentação, resistores lineares são frequentemente usados ​​para balancear a carga entre vários ramos.

4. Condicionamento de sinal em um amplificador

Em sistemas de áudio e comunicação, resistores lineares desempenham um papel fundamental na modelagem do sinal.

Conclusão

Resistores são a base da eletrônica. Eles parecem simples, mas desde o símbolo do resistor no diagrama do circuito até a escolha real entre um resistor linear e um resistor não linear, cada decisão de projeto no circuito, todos são cruciais.

Compreender claramente os diferentes tipos de resistores é benéfico para projetarmos sistemas estáveis ​​e adaptáveis. Em suma, dominar a aplicação de resistores, sejam eles lineares ou não lineares, é a chave para criar produtos eletrônicos confiáveis ​​e eficientes.

Sobre PCBasic

Tempo é dinheiro em seus projetos – e PC Basic recebe-lo. PCBasico é um empresa de montagem de placas que oferece resultados rápidos e impecáveis ​​sempre. Nossa abrangente Serviços de montagem de PCB incluem suporte de engenharia especializada em cada etapa, garantindo a mais alta qualidade em cada placa. Como líder fabricante de montagem de PCB, Oferecemos uma solução completa que otimiza sua cadeia de suprimentos. Faça parceria com nossos avançados Fábrica de protótipos de PCB para entregas rápidas e resultados superiores nos quais você pode confiar.