Componentes Eletrônicos Básicos

Introdução

Vocês já pararam para pensar o que é eletrônica básica? Como ela está em tudo a nossa volta, principalmente em nossos projetos com o Arduino?

Antes de falar sobre os componentes eletrônicos, aplicações em nosso dia a dia e quais os conceitos envolvidos nessa área de estudos, é importante entendermos o que é eletrônica em si.

Se você já segue o nosso blog, deve estar familiarizado com conteúdo de eletrônica e projetos, mas, hoje, a proposta é diferente. Ao invés de um projeto, neste post, você vai entender como funciona a eletrônica.

Ao fim, você vai ver que os componentes da placa acima não são um bixo de 7 cabeças, são simples e ótimos para usar em seus projetos.

Sei que muitos devem estar pensando que, por já terem mexido com Arduino e equipamentos de prototipagem, esse tema não é novidade! Mas, eu te desafio ficar até o final deste post e ver se não aprendeu algo novo. 

Os conhecimentos adquiridos nestes post são importantes para construção de projetos e compreensão dos mesmos.

Eletrônica

Antes de mais nada, vale lembrar que a eletricidade tem a ver com os movimentos de elétrons. Partindo deste princípio, a eletrônica tem a ver com o controle destes elétrons. Se ele vai para um lado ou para o outro, se ele será transformado em luz, fonte de calor ou som. Para realizar todos estes controles, são essenciais os componentes eletrônicos. Lembra da imagem no início deste post? Então, ela está cheia de componentes eletrônicos. 

Vale lembrar que a eletrônica é um campo da ciência onde se estuda as formas de se utilizar a energia elétrica em baixas concorrentes, graças aos componentes eletrônicos, que permitem o aproveitamento de fluxo de elétrons em dispositivos.

Conceitos essenciais

Falando sobre eletrônica, não podemos deixar de tratar de conceitos tão importantes. Falo sobre a corrente elétrica, a tensão elétrica e a resistência elétrica. Essas são as principais grandezas elétricas, estando ligadas sempre de alguma maneira, dizem respeito às ações dos elétrons, a base da eletricidade.

Corrente elétrica

Sendo o princípio mais básico dos 3 citados acima, a corrente elétrica mede quantos elétrons passam por um condutor em uma determinada quantidade de tempo. Imagine por um instante que este condutor elétrico seja um fio. Nele, os elétrons estão passando o tempo todo, assim, se contarmos quantos elétrons estão passando em um determinado ponto do condutor em um determinado instante de tempo, estaremos definindo a corrente elétrica.

A corrente elétrica é medida em Amperes (A). Ampere equivale a um Coulomb por segundo. O Coulomb (C) é uma unidade complexa de carga elétrica e, devido a isso, não entraremos tão a fundo neste assunto. A carga elementar de um elétron é de:  e = -1,602176487 · 10-¹⁹ C.

Quando estamos trabalhando com a eletrônica, o Ampere pode ser uma unidade muito grande. Por isso, temos algumas derivações: miliampere, microampere, nanoampere e assim por diante. Segue a tabela:

Quanto mais amperes tivermos, mais elétrons passaram pelo condutor em uma certa unidade de tempo. Simples, não é?

Tensão elétrica 

Em comparação com a corrente elétrica, a tensão elétrica se torna um tanto mais complexa, mas muito útil e seu conceito se torna claro quando compreendido. Se liga:

De uma maneira simples, lembre-se do condutor elétrico citado acima: Para que os elétrons consigam passar por este condutor, é necessário um empurrão. Esse empurrão ou impulso é dado quando há uma diferença de potencial elétrico. Podendo ser grande ou pequena esta diferença, criando diferenças na corrente. Na eletrônica, a diferença de potencial é chamada de tensão, sendo ela medida em Volts (V). Quanto maior for essa tensão, mais Volts teremos.

Resistência elétrica

Agora que já entendemos o que é corrente e tensão elétrica, veremos a resistência. Este conceito é mais fácil de entender. Vejamos sobre ele:

Ao passarem por diversos tipos de condutores elétricos, os elétrons podem encontrar dificuldade. A essa dificuldade se dá o nome “resistência elétrica”.

A resistência oferecida pelos condutores é influenciada por diversos fatores, como o material, o formato, o comprimento, a temperatura, entre outros.

Imagine que a corrente elétrica seja como a  água passando por uma mangueira; quanto mais estreito a mangueira, mais difícil para a água passar. Maior é a resistência!

Um resistor elétrico funciona com o mesmo princípio, um estreitamento da passagem dos elétrons. Os resistores fazem com que a energia cinética dos elétrons se transforme em energia térmica, pelo efeito Joule (J). Quer um exemplo disto? É por meio do efeito Joule que os chuveiros elétricos e os secadores funcionam.

O nível de resistência é medido em Ohms. Seu símbolo é o ômega maiúsculo: Ω.

Componentes eletrônicos

Os componentes eletrônicos são essenciais para o controle da corrente e da tensão elétrica em um circuito eletrônico, sendo eles responsáveis por definir com precisão seus níveis para que o circuito execute uma determinada função. Logo abaixo estará descrito alguns componentes eletrônicos, entretanto, os componentes como Resistores, Potenciometro, Leds e outros estarão mais detalhados em outro post do blog. Segue o link: 

https://blog.eletrogate.com/componentes-basicos-do-arduino-o-que-e-resistor-led-potenciometro-push-button/

Descrição dos componentes eletrônicos:

Resistores

Estes dispositivos, na eletrônica, normalmente são usados com a finalidade de limitar a corrente elétrica em um circuito. Por exemplo: Queros ligar um led de 3,3V com uma bateria de 9V. Logicamente, você deve ter percebido que o Led irá queimar. Então, é aí onde entra o resistor; dependendo do valor do resistor que você usar, poderá reduzir a corrente da bateria para não danificar o led. Observação: no link acima a explicação dos resistores e de outros componentes estarão mais detalhados, como dito a pouco.

O resistor também pode ter outra função, como no exemplo utilizado do chuveiro acima. Através do efeito joule, o resistor transforma a corrente elétrica em energia térmica para aquecer ou realizar uma determinada função. No caso do chuveiro elétrico, será aquecer a água.

Potenciômetro

Pense em um potenciômetro como um resistor ajustável. Os potenciômetros mais comuns possuem uma faixa de valor de resistência de 0 a 10K. Na prática, usamos os potenciômetros para aumentar ou diminuir o volume de uma caixa de som, por exemplo.

Observe as imagens abaixo com um tipo de resistor e potenciômetro: 

A imagem acima mostra um dos tipos de potenciômetros mais comuns encontrados no mercado. Agora, observe como é um resistor:

Essa imagem traz um kit de resistores com diversos valores, muito útil e prático quando você está criando os seus projetos.

Diodo

É classificado como um semicondutor. Um semicondutor não conduz a corrente elétrica facilmente, ou seja, ele está entre um condutor (Conduz a corrente) e um isolante (Não conduz corrente). Então, o diodo é parecido com o resistor? A resposta é “não”. Por exemplo, o diodo permite que a corrente elétrica possa fluir para um sentido, mas quando ela tenta retornar no sentido oposto, é barrada devido aos trechos tipo N e tipo P. A diferença desses tipos está em como a corrente elétrica flui no condutor. Quando temos a combinação PN a corrente elétrica atravessa com facilidade do ponto P ao ponto N, mas não consegue atravessar no sentido inverso, como dito acima.

Como podemos ver acima, o diodo possui dois terminais ligados à junção PN. A parte que se liga ao P é chamada de anodo, já a parte do N é o catodo. Reforço que a corrente elétrica trafega livremente do ânodo para o catodo, como a imagem acima descreve o sentido da corrente. Os diodos também são bem conhecidos por atuarem no processo de transformação da corrente alternada para a corrente contínua.

Leds

LED ou Light Emitting Diode, é um tipo de diodo, como diz o seu nome. Neste caso, um diodo emissor de luz. Ele consegue realizar esta função quando uma corrente elétrica percorre pelos terminais do led, como mostra a imagem abaixo:

O LED permite a passagem de corrente (quando acende) no sentido direto, do anodo para o catodo. No sentido inverso, a corrente não o atravessa e a luz não é emitida.

Transistor 

Este é, sem dúvida, um dos componentes eletrônicos mais importantes já criado. Deu origem aos chips que usamos em nosso computadores hoje em dia. Um processador, por exemplo, tem milhões de transistores microscópicos funcionando.

Os transistores realizam inúmeras funções. Uma bem comum é o seu uso como amplificadores de corrente elétrica. Preste atenção, o sinal elétrico gerado por um microfone é tão fraco que não pode gerar uma onda sonora quando aplicado em um alto falante. É aí onde os transistores entram; usaremos um conjunto deles para aumentar a tensão do sinal sonoro, de alguns milésimos de volts até alguns volts. Seria tensão suficiente para alimentar um alto falante, entretanto, ainda seria necessário mais um transistor, porque a corrente ainda é baixa. Por isso, usamos um segundo transistor atuando como amplificador de corrente. Teremos, então, a tensão igual à gerada pelo primeiro transistor, mas com maior capacidade de fornecer corrente.

Capacitor

Os capacitores possuem a característica de armazenar e fornecer cargas elétricas. Em seu interior, possui duas placas paralelas, separadas por um material isolante, chamado de dielétrico. Quando são ligados a uma tensão, essas placas são carregadas e, entre elas, é formado um campo elétrico. A imagem abaixo mostra como é um capacitor por dentro:

É importante lembrar que este modelo de capacitor possui polaridade, ou seja, positivo e negativo, como um LED, entretanto se a ligação for feita errada no capacitor ele pode explodir. Então, muito cuidado ao usar um capacitor. Normalmente, a lateral do capacitor possui uma faixa indicando qual é o polo negativo, preste atenção nestes detalhes.

Bateria

Baterias e pilhas são essenciais quando falamos de projetos eletrônicos, principalmente quando precisam ser portáteis ou móveis, como os brinquedos eletrônicos. Também podem desempenhar outras funções, como energia auxiliar de uma lâmpada de emergência, já que ela só funciona quando a luz acaba. As pilhas e baterias possuem dois terminais, um positivo e o outro negativo. Cada pilha ou bateria possui sua tensão específica. Temos as pilhas de 9V, as pilhas AA e AAA de 1,5V ou até mesmo as baterias dos nossos celulares, de 3,3V até 5,5V. Mesmo com diferentes tensões, nem todas as pilhas e baterias são recarregáveis. Observe exemplos de pilhas e baterias usados em nosso dia a dia: 

As pilhas e as baterias são geradores elétricos da classe de geradores químicos. Estes dispositivos usam a energia potencial derivada das reações químicas de uma pilha ou uma bateria para gerar energia. A imagem abaixo mostra como uma pilha é por dentro e como ela funciona:

Na imagem acima, você pode ver que o grafite é usado como ânodo, polo positivo e o zinco como cátodo, polo negativo. Para fins didáticos, ressalto que possuem muitos outros tipos de baterias químicas, melhores em gerar e armazenar energia, como as famosas baterias de lítio.

A substância química presente na bateria passa por reações químicas para gerar energia, mas quando ela é carregada, armazena a energia em forma de potencial químico, esperando para ser liberada . 

Aplicações no dia a dia

Se pensarmos em nosso dia a dia, não há um momento em que não estamos em contato com estes componentes eletrônicos, mesmo que indiretamente. Quer exemplos? O computador, o mouse e o teclado que utilizei, possuem estes componentes. No computador, usaremos sua fonte como exemplo, lembra daquela imagem no início do post? Muito bem, agora, olhe pra ela e observe como que este post te ajudou a entender como ela funciona e quais os componentes nela.

Nos hospitais, os equipamentos eletrônicos são responsáveis por auxiliar médicos, enfermeiros e manter os pacientes em análise e vivos, sendo de vital importância a confiabilidade destes equipamentos.

Nos centros comerciais, os componentes eletrônicos, circuitos e dispositivos eletrônicos em si são responsáveis por controlar entrada e saída de pedidos, temperatura de produtos e estabelecimentos, sistemas de monitoramento e segurança, além de desempenhar inúmeras outras funções.

Além de, nas indústrias, os equipamentos e componentes eletrônicos se fazerem bem presentes, a automação residencial com Arduino traz todos os conceitos abordados neste post em peso, seja para criação de novos projetos, monitoramento dos mesmo e até para a compreensão de um circuito eletrônico.

Considerações finais

Acabamos de falar sobre um conteúdo simples, mas muito abrangente. A eletrônica básica se faz presente e necessária nos dias atuais. Com os conhecimentos aqui adquiridos, fica um pouco mais fácil de entender como algumas tecnologias funcionam ou foram desenvolvidas.

Quando falamos de domótica, projetos eletrônicos ou, principalment,e do mundo maker, você não pode deixar de conhecer este tema, afinal, este conteúdo sempre te ajudará em seus projetos.

Esperamos que você tenha entendido e conseguido colocar estes conhecimentos em prática! Qualquer dúvida, mande nos comentários aqui em abaixo.

Gostou do projeto? Avalie o nosso post. Conseguiu reconhecer os componentes eletrônicos no seu dia a dia? Colocou os conhecimentos em prática? Tire uma foto e nos marque no Instagram @Eletrogate.

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Sobre o Autor

Gabriel Felizardo @gabriel_felizardotv Com ensino médio e técnico em eletrotécnica completos pelo SESI/SENAI. Gosto muito de eletrônica, tecnologias e temas envolvendo energia. Trabalho nas redes sociais como vendedor e produtor de conteúdo digital. No meu tempo livre desenvolvo projetos envolvendo o Arduino, além de inventar muitas coisas.