Se você está pensando em fazer um projeto de eletrônica, precisa entender os componentes eletrônicos básicos e suas funções. Alguns dos componentes que você provavelmente encontrará são resistores, capacitores, indutores, transistores, motores e diodos. Você provavelmente também trabalhará com blocos de construção básicos, como fios, placas de ensaio nas quais você pode construir seus projetos e baterias para fornecer energia. Se você está apenas começando com a eletrônica, procure tutoriais online; geralmente começam com uma lista de componentes eletrônicos, assim como as receitas começam com uma lista de ingredientes.
Componentes eletrônicos e seus usos
Quando você abre dispositivos eletrônicos modernos, geralmente vê chips de circuito integrado que se parecem com caixas pretas montadas em placas de circuito. Não é possível dizer quais peças eletrônicas estão dentro desses chips a olho nu, mas eles contêm versões em miniatura de muitos dos mesmos componentes que você pode usar para construir e prototipar seus próprios projetos.
Fundamentalmente, a eletrônica gira em torno do fluxo de partículas microscópicas chamadas elétrons através de circuitos feitos pelo homem, onde sua energia é aproveitada para fazer coisas úteis, como gerar calor, emitir luz, mover objetos ou realizar cálculos. Existem vários componentes para controlar quando e onde os elétrons fluem ou para aproveitar sua energia para várias tarefas.
Alguns dos componentes que você encontrará na eletrônica incluem resistores, que retêm o fluxo de eletricidade; indutores e capacitores, que armazenam energia; relés e transistores, que são tipos de chaves eletrônicas; e diodos, que permitem que a eletricidade flua apenas em uma direção. Você também encontrará vários dispositivos para permitir que um circuito elétrico interaja com o mundo ao seu redor. Isso inclui sensores, que permitem que os circuitos respondam às condições do mundo ao redor; motores, que transformam energia elétrica em energia mecânica; e diodos emissores de luz e lâmpadas, que usam eletricidade para emitir luz.
Os circuitos elétricos geralmente são desenhados com diagramas conhecidos como esquemas, que usam símbolos e notações padrão para indicar os tipos de componentes que devem ser incluídos. Aprender a ler esquemas é útil se você quiser construir dispositivos eletrônicos ou entender como eles funcionam.
O que os resistores fazem
Como o nome indica,
resistores resistir ao fluxo de eletricidade. Eles podem ser usados para limitar a quantidade de energia que entra em outros componentes a um nível seguro e não danifica os outros equipamentos em um circuito. Eles normalmente transformam energia elétrica em energia térmica, então você pode notar um resistor esquentando enquanto você o usa.
A quantidade de resistência que um resistor fornece é medida em
ohms . Quando você compra resistores, especifica a resistência que deseja e, se precisar conhecer a resistência de um resistor em sua coleção, geralmente poderá encontrá-lo olhando as faixas coloridas impressas em sua superfície. Memorize o que as diferentes cores indicam ou veja um gráfico online.
A maioria dos resistores também especifica uma potência em
watts , que indica quanta energia elétrica pode passar com segurança por eles. Não exceda esse número ou você pode danificar o resistor ou até mesmo causar um incêndio.
Alguns resistores são resistores variáveis que podem ser ajustados para fornecer mais ou menos resistência. Os mostradores em rádios tradicionais geralmente controlam resistores variáveis.
Como funcionam os capacitores e indutores
Capacitores e indutores são usados para armazenar energia em um circuito elétrico. Um
capacitor geralmente consiste em duas placas de metal posicionadas extremamente próximas uma da outra, mas não se tocando. Quando uma corrente elétrica passa pelo capacitor, os elétrons se acumulam em uma das duas placas, enquanto a outra placa fica sem elétrons. Quando são capazes, os elétrons correm para se equilibrar entre as duas placas, e sua energia armazenada é aproveitada em algum lugar do circuito.
Capacitores podem ser usados para armazenar energia para quando uma explosão rápida de energia é necessária, como na criação de um flash brilhante em uma câmera. Eles também podem ser usados para equilibrar as flutuações de energia de outras fontes, como baterias ou tomadas de parede. Tenha cuidado ao trabalhar com capacitores potentes; se você tocar em um carregado, poderá ficar chocado se a energia armazenada passar pelo seu corpo.
Indutores armazenar energia usando um campo magnético. Eles geralmente são compostos de pequenos fios torcidos em uma bobina, uma forma que é vantajosa para gerar tal campo. Eles naturalmente resistem a mudanças na quantidade de corrente elétrica que flui através deles, o que pode ser usado para filtrar ruídos em circuitos elétricos, como tensões flutuantes de energia ou ruído em um sinal de rádio.
A capacidade de um capacitor de armazenar energia, ou
capacitância , é medido em unidades chamadas
farads , enquanto a capacidade de um indutor de fazer isso é conhecida como
indutância e unidades medidas chamadas
henrys .
Relés, transistores e tubos de vácuo
Muitas vezes você quer usar uma parte de um circuito para controlar se a eletricidade pode fluir através de outra parte do circuito. Por exemplo, você pode querer usar um sensor de calor ou luz para ligar ou desligar uma luz de advertência em determinadas situações, ou você pode querer exibir a saída em uma tela dependendo dos resultados de um cálculo.
Assim como você pode ligar ou desligar uma luz usando um interruptor mecânico, também pode fazê-lo usando um interruptor elétrico. Um dos tipos mais simples de interruptores elétricos é chamado de
relé eletromecânico . Ele usa um eletroímã que gera um campo magnético quando a corrente passa por ele para abrir ou fechar um interruptor. A aplicação de eletricidade ao ímã abre ou fecha um caminho para eletricidade em outro lugar do circuito.
Transistores servem a um propósito semelhante, exceto que, em vez de trabalhar com base em eletroímãs, eles funcionam com base nas propriedades químicas e físicas em um nível microscópico dos materiais usados para fabricá-los. Os transistores podem ser usados como interruptores para abrir ou fechar um circuito com base em uma tensão aplicada a um determinado local ou usados como amplificadores, substituindo essencialmente uma pequena aplicação de corrente elétrica por uma maior e proporcional.
Os transistores são onipresentes na eletrônica de hoje e são um dos blocos de construção básicos dos dispositivos de computação modernos. Antes de serem inventados e aperfeiçoados, foram usados dispositivos chamados tubos de vácuo.
Tubos de vácuo são muito maiores, mais caros e menos confiáveis que os transistores.
Uma das observações mais famosas sobre a evolução da tecnologia contemporânea é chamada de
Lei de Moore , nomeado em homenagem ao cofundador da Intel Gordon Moore, que observou que a cada 18 meses, o número de transistores que os engenheiros podem colocar em um chip de computador de um determinado tamanho dobra, enquanto os custos são reduzidos pela metade.
Dispositivos de entrada e saída
Os circuitos elétricos são úteis apenas para suas interações com o mundo exterior. Dispositivos eletrônicos nos ajudam a nos comunicar, gerar luz no escuro, produzir calor quando está frio e mover coisas de um lugar para outro. Muitas vezes, também queremos que eles respondam às mudanças em seus ambientes sem que um humano precise girar um botão ou um interruptor.
Lâmpadas e diodos emissores de luz, ou
LEDs , são dois componentes comuns para transformar energia elétrica em luz. Os diodos emissores de luz costumam ser mais eficientes do que as lâmpadas porque emitem menos calor residual e duram mais. Você pode comprar lâmpadas e LEDs que emitem a quantidade de luz que você precisa em uma cor que você gosta.
motores elétricos são usados para transformar energia elétrica em energia mecânica. Eles são comuns em tudo, desde brinquedos infantis até carros elétricos. A maioria funciona usando eletroímãs para girar um objeto em rotação.
Uma grande variedade de
sensores eletrônicos também está disponível para alterar o fluxo de eletricidade em um circuito com base em várias circunstâncias. Os microfones convertem a energia mecânica do som em energia elétrica, os sensores de luz geram energia elétrica ou permitem que a corrente flua quando a luz está presente e outros tipos de sensores influenciam os circuitos com base na umidade, calor ou outros fatores ambientais.
