Como funciona um resistor

É engraçado como às vezes não entendemos o funcionamento de componentes tidos como mais simples e baratos, enquanto que há mais discussão e análise de componentes mais complexos e caros. Esse é o caso do resistor, um componente que é onipresente em qualquer circuito eletrônico e quase sempre apenas tratado como o componente que faz parte da lei de ohm. Mas quase ninguém estuda ou sabe como funciona um resistor, porque ele esquenta e quais os seus tipos.

Esse texto é uma tradução de um pedaço de capítulo do livro Eletrônica Prática para Inventores, que eu reputo como um dos melhores para leigos aprenderem sobre eletricidade, eletrônica e componentes. Bom proveito.

Como um resistor funciona

Uma corrente elétrica é formada por um monte de elétrons portando energia cinética (de movimento). O trabalho de um resistor é absorver uma parte desta energia e mandá-la para algum lugar. Quando os elétrons entram num terminal do resistor, alguns deles colidem com os átomos que formam o resistor, transferindo uma parte da energia em vibrações atômicas. Estas vibrações, por sua vez, agem como um tambor e transferem essa energia para as moléculas de ar que envolvem o resistor ou talvez para um dissipador de calor metálico grudado a ele. O efeito final das colisões dentro do resistor resulta em uma corrente menor e menos energética.

Resistor de filme de carbono
Este é um dos mais populares resistores usados atualmente. Ele é feito pela deposição de um filme de carbono (carbono é um elemento semicondutor) sobre um pequeno cilindro de cerâmica. Um pequeno corte em espiral é riscado sobre o filme e controla a quantidade (largura da faixa e comprimento da espiral) de carbono entre os terminais, determinando assim o valor da resistência. Tais resistores mostram excelente confiabilidade, excelente soldagem, estabilidade a ruídos, estabilidade a umidade e temperatura. Os valores típicos de potência variam de 1/4 a 2W. A faixa de resistências normalmente varia de 1 ohm a 10 M ohms, com tolerâncias de aproximadamente +-5%.

Resistor de composto de carbono
É outro tipo popular de resistor feito de uma mistura de pó de carbono e um aglutinante parecido com cola. Para aumentar o valor da resistência elétrica, menos carbono é adicionado. Estes resistores mostram desempenho previsível, baixa indutância e baixa capacitância. A faixa de potências varia de 1/4 a 2W. Os valores de resistência de 1 ohm a 100 Mohms com tolerâncias de +-5%.

Resistor de filme de óxido metálico
É um resistor que usa um núcleo de cerâmica coberto com um filme de óxido metálico. Estes resistores são mecanicamente e eletricamente estáveis em operação sob altas temperaturas. Eles contem uma tinta especial na superfície externa tornando-os resistentes a chamas, solventes, calor e umidade. O valores típicos variam de 1 ohm a 200 kohms com tolerâncias de +- 5 porcento.

Resistores de filme metálico de precisão
São resistores muito precisos, de super baixo ruído. Eles usam um substrato de cerâmica coberto com um filme metálico, todo encapsulado em uma casca de epóxi. Estes resistores são usados em dispositivos de precisão, tais como instrumentos de teste, aparelhos digitais e analógicos, aparelhos de áudio e vídeo. As resistências variam de 10 ohm a 2 M ohms com potências variando de 1/4W a 1/2W e tolerâncias de +- 1%.

Resistores de potência de fio
Estes resistores são usados em aplicações de maior potência. Dentre os tipos se incluem os resistores de fio enrolado cobertos com verniz vítreo, de cimento/porcelana, e de alumínio. Os elementos resistivos são feitos de um fio resistivo (níquel-cromo) que é enrolado envolta de um cilindro cerâmico. Eles são os mais duráveis dos resistores, com grande dissipação de potência e grande estabilidade à temperatura (não variam muito o valor com a temperatura). As resistências variam de 0,1 ohm a 150 k ohms, com potências de 2W até 500W ou mais.

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