Potenciômetro e trimpot

No último post abordamos sobre o componente Resistor. O potenciômetro e o trimpot também são resistores, porém, digamos que é um tipo de resistor cujo valor da resistência pode ser alterado.

A diferença entre o potenciômetro e o trimpot é a seguinte:

• Potenciômetros são geralmente instalados com o eixo voltado para fora do aparelho eletrônico, de forma que o valor da resistência possa ser modificado pelo usuário do equipamento. Exemplo: botão do volume de um aparelho de som;
• Trimpots são componentes que também regula o valor da resistência dentro de um circuito eletro-eletrônico, porém, sua instalação é feita diretamente na placa de circuito, sendo que somente o técnico tem acesso a este componente. Seu ajuste, normalmente, é feito com objetivo de regulagem (no sentido de calibar, de ajuste) do aparelho;

Aspectos visuais de um potenciômetro:

Aspectos visuais de um Trimpot:

Note que o potenciômetro tem uma diferença significativa com relação ao trimpot: ele possui um eixo com o centro cortado, de forma a encaixar um knob (botão de plástico). Já o trimpot, o eixo é pequeno, sendo que o ajuste é feito com uma chave de fenda pequena. 

Tanto para o potenciômetro como para o trimpot, o símbolo em um esquema de circuito é o mesmo, sendo que o técnico deverá compreender sozinho quando o referido componente se trata realmente de um potenciômetro ou trimpot.

Atenção: Para fins de facilitação, daqui pra frente vamos nos referir apenas ao potenciômetro, mas tudo o que está escrito também vale para o trimpot.

O simbolo está a seguir:

Na figura acima vemos duas formas diferentes de representar o potenciômetro, porém ambos os símbolos significam a mesma coisa, bem como possuem o mesmo princípio de funcionamento.

Princípio de funcionamento

Todo potenciômetro é nominado por seu valor de resistência máxima, já que o valor de resistência mínima será sempre zero. Por exemplo, se eu for na loja procurar por um potenciômetro de 100KΩ, e depois medir o valor da resistência deste potenciômetro com um multímetro, veremos que, ao manipular o eixo do componente, o valor da resistência vai variar entre 0 a 100KΩ (isto é nominalmente, porque na prática é possível verificar um pouquinho de resistência quando o eixo está totalmente virado, mas esta resistência não é levada em consideração em fins comerciais). Também é importante lembrar que um pouco antes do eixo chegar ao final do curso de rotação, o potenciômetro já vai ter alcançado o seu valor máximo de resistência. Estas características não são nenhum defeito, é que o potenciômetro simplesmente não é um componente "perfeito".

Quando se manipula o eixo do potenciômetro, dentro do componente existe uma trilha de carvão, que aumenta ou diminui a distância entre os terminais 1 e 3 (consulte a última imagem acima). Quanto maior a distância entre esses terminais (ou seja, quanto maior for a extensão de trilha de carvão por meio do qual a corrente vinda do terminal 3 vai passar para o terminal 1 ou 3), maior será a resistência.

Na prática, dizer que a distância entre um terminal ou outro aumenta ou diminui com relação ao terminal 2 é algo relativo e depende do referencial. Quando se aumenta a resistência para o terminal 3, ela diminui para o terminal 1 e vice-versa.

Tipos comportamento de potenciômetros

Para todos os potenciômetros, durante a manipulação do seu eixo, a variação do valor da resistência de zero ao valor máximo nominal pode apresentar dois tipos de comportamento: linear e logarítimico. Estes dois tipos de comportamento não são aleatórios: quando se compra um potenciômetro numa loja de componentes, o comprador já deverá especificar se o potenciômetro que precisa é linear ou logarítimico.

No tipo logarítimico observamos que o valor da resistência cresce (ou diminui) mais rápido depois de 50% de rotação do eixo. O tipo linear é de mais fácil compreensão porque a resistência cresce gradativamente, na mesma proporção em que o eixo do componente é manipulado.

Ao comprar um potenciômetro, observe se o valor máximo de resistência está gravado no componente. Além desta informação, geralmente um potenciômetro é indicado quando é linear ou logarítimico:

Potência

Assim como os resistores, os potenciômetros também possuem diferentes valores de potência. Isto ocorre porque antigos aparelhos tinham que aguentar uma corrente maior que os atuais. Desta forma, um potenciômetro de 5W possui um tamanho bem maior do que um potenciômetro de 1W.

Potenciômetro como regulador de corrente

Nesta configuração o potenciômetro está atuando como um resistor variável

Potenciômetro como regulador de tensão

Aqui a tensão V1 e V2 varia conforme o eixo do potenciômetro é manipulado.

Entenda o que é e para que servem os resistores

Os resistores são componentes que tem por finalidade oferecer uma oposição contra a passagem de corente elétrica em um circuito eletro-eletrônico. Esta oposição à passagem de corrente é feita através do material do qual é feito o resistor e é chamada de resistência (R), a qual possui como unidade o Ohm (Ω).

Existem dois tipos de resistores: os fixos e os variáveis. Os fixos são aqueles cuja resistência não pode ser alterada, como por exemplo, os resistores de fio, de filme de carbono, o de cerâmica e o de filme metálico. Já os resistores variáveis são componentes cuja resistência pode ser alterada, como por exemplo, no caso do potênciômetro, trimpot e do LDR.

Entre os resistores que possuem valor fixo, destacam-se os resistores de fio metálico e os resistores de filme de carbono. Os resistores de fio possuem o seguinte aspecto:

O resistor de fio consiste de um tubo de cerâmica que serve como suporte para o enrolamento de um determinado comprimento de fio. Este fio é de liga especial, com o qual se obtém o valor desejado de resistência. os terminais deste fio são conectados às braçadeiras presas ao tubo. Além deste, existem variações deste tipo de resistor, com terminais axiais, conforme mostra a figura acima. As especificações de resistência e potência são geralmente impresas sobre o corpo deste tipo de componente.

Já os resistores de filme de carbono, que são os mais utilizados hoje em dia, possuem um sistema de identificação por faixa de cor que dá o seu valor nominal (veremos com mais detalhe abaixo). O tamanho do resistor identifica a potência dele (outro assunto que veremos em detalhe). A imagem a seguir mostra do que é composto este tipo de resistor:

Note que, na imagem acima, temos uma sequência de como é fabricado um resistor de filme de carbono, sendo a imagem à direita o seu aspecto final na hora que sai da fábrica.


Os resistores são especificados dentro de três parâmetros: o valor nominal da resistência, a tolerância e a potência elétrica dissipada.


Unidades de medida

Por se tratar de uma unidade de medida, a resistência pode ser expressa em Teraohms (TΩ), Giga ohms(GΩ), Megaohms (MΩ), Kilohms (KΩ), Ohms (Ω), Miliohms (mΩ), Microhms (uΩ), Nanohms  (nΩ) e Picohms (pΩ).

Sistema de identificação de resistor por cores

Este sistema serve para identificar resistores mais facilmente. Por se tratar de um componente de tamanho pequeno, não é possível ao fabricante imprimir o valor e a tolerância por extenso sobre o resistor. Desta forma, o sistema de código de cores simplifica a maneira de identificar o valor da resistência e a tolerância do resistor. Para identificar a resistência e a tolerância de um resistor, o primeiro passo é identificar quais são as cores que foram impressas sobre ele, conforme a seguir:

Apesar do resistor ter um valor nominal determinado pelo fabricante, o valor de sua resistência real pode variar, dentro da margem de tolerância. Assim sendo, um resistor com valor nominal de 330 ohms pode ter o valor real de 323 ohms, por exemplo. Se a cor da 4ª faixa for prateada, então a tolerância é de 10% para menos ou para mais sobre o valor da resistência nominal. Só é possível saber o valor real de uma resistência com o uso do multímetro, ajustado na escala de medição de resistência.

Aqui vão alguns exemplos de identificação:

Exemplo #1

Exemplo #2

Exemplo #3

Exemplo #4

Exemplo #5

Valores comerciais dos resistores

Os valores comerciais dos resistores são (Série E24): 10 - 11 - 12 - 13 - 15 - 16 - 18 - 20 - 22 - 24 - 27 - 30 - 33 - 36 - 39 - 43 - 47 - 51 - 56 - 62 - 68 - 75 - 82 - 91.

Ligação de resistores

Por causa de sua propriedade de oferecer oposição à corrente elétrica, a corrente sempre tenderá a passar por onde houver menor resistência quando houver associação de resistores. São três formas de fazer associação de resistores: em série, em paralelo, e associação mista.

Resistores em diferentes formatos

Além da forma clássica do resistor com dois terminais, existem outros componentes que atuam como resistores? SIM! Vamos ver alguns deles:

• Potênciômetro: funciona como um resistor variável. Sua resistência pode ser ajustável conforme o seu eixo é manipulado. Exemplo: o controle do volume de um aparelho de som é feito por meio de um potenciômetro;
• Trimpot: este componente, na verdade, é um potênciômetro, mas com o propósito de ficar dentro do aparelho, para ser acessado apenas pelo técnico, e não pelo usuário;
• LDR; a resistência deste componente varia de acordo com a incidência de luz solar sobre o componente. Quanto maior a quantidade de luz, maior a resistência e vice-versa;

Símbolo

Em esquemas elétricos, o resistor é representado pela seguinte simbologia:

Note que na figura acima existem dois simbolos. Ambos significam a mesma coisa.

Legal até agora? No próximo post vamos falar sobre associação em série de resistores. Aguarde!

Como fazer um divisor de tensão com resistores em série

Na eletrônica, muitas vezes nos deparamos com situações em que temos uma fonte com um valor de tensão maior do que àquela requerida pela carga. Existe, felizmente, uma forma de você reaproveitar a fonte, com um circuito divisor de tensão.

O circuito abaixo mostra um divisor de tensão:

Considere que a tensão de entrada (Vin) é de 9V e você precisa de 4,5V. Neste caso, basta colocar dois resistores de valores iguais e terá, como tensão de saída (Vout), os 4,5V. Em qualquer situação em que R1 for igual a R2, a tensão de saída será sempre a metade da tensão de entrada.

Para obter uma tensão de saída com um valor diferente você vai precisar utilizar a seguinte fórmula:

Então, digamos que você tem uma tensão de entrada de 5V e precisa de uma tensão de saída de 3V. Para obter esta tensão de saída, o R1 vai ter que ter o valor de 1,2KΩ e o R2 vai ter que ter o valor de 1,8KΩ. Repare que se você inverter a posição dos resistores (trocar R1 por R2) a tensão de saída cai para 2V (dica: coloque esta fórmula no Excel).

Quando fizer o cálculo dos resistores, faça também o cálculo da potência dos resistores com a fórmula P=V²/R. Ao determinar a potência, multiplique o resultado por 1,2 para certificar-se de que você tenha uma margem de 20%. Se você colocar um resistor com potência inferior àquela requerida pelo circuito, o resistor vai queimar porque não dissipou direito o calor gerado na resistência.

Existe ainda a possibilidade de trocar os dois resistores por um potenciômetro. O circuito abaixo mostra esta configuração.

O princípio de funcionamento de um potenciômetro é o seguinte: entre o ajuste e cada terminal existe uma resistência que pode ser variável conforme manipulação do eixo do potenciômetro. Coloque um multímetro na escala de resistência, posicione uma ponta de prova no ajuste e a outra em um dos terminais. Quando você girar o potenciômetro totalmente para um dos lados, a resistencia entre o pino do ajuste e o primeiro terminal terá aumentado e a resistência entre o pino do ajuste e o segundo terminal terá diminuído. Em suma, um potenciômetro pode ser considerado um componente com dois resistores em série, e é por isso que você pode utilizá-lo para variar a tensão.