A resistência

As resistências podem ser classificadas em vários tipos, consoante os seus materiais, estruturas e aplicações.

Classificação das resistências

Distingue-se pelas caraterísticas de resistência

1. resistências fixas
Caraterísticas: Valor de resistência fixo, não ajustável.
Tipo comum:
Resistências de película metálica: Alta precisão, boa estabilidade, utilizadas em circuitos de precisão.
Resistências de película de carbono:Baixo custo, alta versatilidade, adequado para circuitos gerais.
Resistências em chip (SMD): Tamanho pequeno, adequado para design de PCB de alta densidade.
Utilização: Limitação de corrente, divisor de tensão, pull-up/down e outros circuitos básicos.
2.Resistências variáveis
Caraterísticas: O valor da resistência pode ser ajustado manual ou automaticamente.
Tipos comuns:
Potenciómetro: botão de regulação (por exemplo, controlo do volume).
Resistor de corte (Trimpot): Utilizado para calibração do circuito, é necessário o ajuste da ferramenta.
Potenciómetro digital:Ajuste por sinal elétrico (por exemplo, I²C), adequado para controlo de automação.
Utilização:Regulação da intensidade luminosa, regulação do sinal, calibração de circuitos, etc.
3.Resistências especiais
Caraterísticas: O valor da resistência varia com os factores ambientais.
Tipos comuns:
Termistor:O valor da resistência muda quando a temperatura muda (o valor da resistência NTC diminui quando a temperatura aumenta, o valor da resistência PTC aumenta quando a temperatura aumenta).
Resistência dependente da luz (LDR):Quanto mais forte for a luz, mais baixo será o valor da resistência (por exemplo, luz de rua automática).
Resistência dependente da tensão (VDR): a resistência diminui quando a tensão é demasiado elevada, utilizada para proteção contra sobretensão.
Utilizações: Sensores, circuitos de proteção, controlo automático, etc.

Distingue-se pelo material

1. Resistências de película de carbono
   Caraterísticas: baixo custo, precisão de resistência moderada, estabilidade geral à temperatura.
   Aplicações: Amplamente utilizado em eletrónica de consumo, conceção de circuitos básicos, tais como limitação de corrente de LED, divisor de tensão de sinal.
2. Resistências de película metálica
   Caraterísticas: Alta precisão (±1% ou superior), baixo coeficiente de temperatura, boa estabilidade a longo prazo.
   Aplicações: instrumentos de precisão, equipamento de medição, circuitos de áudio e outras ocasiões que exijam elevada precisão.
3. Resistências de fio enrolado
   Caraterísticas: Elevada potência (até dezenas de watts), resistência a altas temperaturas, mas fracas caraterísticas de alta frequência.
   Aplicações: circuitos de alimentação, controlo de motores, cargas de corrente elevada e outros cenários que exijam uma elevada tolerância à potência.
4. Resistências de chip de película (SMD)
   Caraterísticas: Tamanho pequeno, adequado para montagem em superfície (SMT), melhor precisão e estabilidade.
   Aplicações:Telemóveis inteligentes, placas-mãe de computadores, circuitos de alta frequência e outros dispositivos electrónicos compactos.
5. Resistências cerâmicas (por exemplo, película espessa/tipo de potência)
   Caraterísticas: Resistência a alta tensão e alta temperatura, adequada para ambientes agressivos.
   Aplicações: adaptadores de corrente, sistemas de controlo industrial, veículos eléctricos e outros dispositivos de alta potência/alta tensão.

Distinguir por aplicação

1. Resistências de proteção limitadoras de corrente
   Estas resistências são utilizadas principalmente para controlar o nível de corrente e proteger o circuito. Um representante típico é a resistência de fusível, que não só tem a função de limitação de corrente das resistências normais, mas também pode fundir-se para proteger o circuito em caso de sobreintensidade. São normalmente utilizados em entradas de fontes de alimentação e em várias aplicações que requerem proteção de corrente.
2. Resistências de partilha de tensão
   O potenciómetro é a resistência divisora de tensão variável mais típica para realizar a regulação da tensão através da rede divisora de tensão da resistência. Estas resistências são amplamente utilizadas em circuitos analógicos para regulação da tensão, controlo da amplitude do sinal e outros cenários, como o ajuste do volume do equipamento áudio.
3. Resistências de estabilização de sinal
   As resistências pull-up/down são componentes chave em circuitos digitais para assegurar a estabilização do sinal. Fornecem um nível lógico definido para pinos flutuantes e evitam disparos falsos. São essenciais em circuitos de interface MCU e sistemas de bus.
4. Carregar resistências de tipo analógico
   Utilizadas para testes de potência, depuração de circuitos e outras ocasiões para simular condições de carga reais. Estas resistências têm de ter uma boa tolerância à potência e são normalmente utilizadas para testes de envelhecimento e verificação do desempenho de produtos de alimentação eléctrica.
5. Resistências de deteção de corrente
   Os resistores de derivação são utilizados para a deteção de corrente através da medição da pequena queda de tensão, exigindo um valor de resistência preciso e uma boa estabilidade de temperatura. Amplamente utilizados na gestão de energia, monitorização de baterias e outras aplicações que requerem uma medição precisa da corrente.
6. Resistências de ligação de circuitos
   A resistência de 0Ω é muito importante na conceção de placas de circuito impresso, embora o seu valor de resistência seja zero. Pode ser utilizada como um jumper e mantém a flexibilidade para posterior depuração, o que a torna um componente prático na conceção de placas de circuitos.
   Cada resistência funcional tem os seus próprios cenários de aplicação específicos e requisitos de seleção, os engenheiros precisam de escolher o tipo certo de resistência de acordo com os requisitos funcionais do circuito.No projeto atual, é frequentemente necessário considerar a precisão da resistência, as especificações de potência, o coeficiente de temperatura e outros parâmetros dos indicadores da resistência.

Vantagens das resistências

1. limitação atual
As resistências no circuito desempenham principalmente o papel de limitar a corrente, para proteger os outros componentes do circuito de danos causados por corrente excessiva.
2. partilha de tensão e corrente
As resistências podem ser utilizadas para dividir a tensão e a corrente para ajudar a estabilizar a tensão e a corrente no circuito e garantir o funcionamento normal do circuito.
3. conversão de energia
As resistências convertem a energia eléctrica em energia térmica e são componentes indispensáveis que consomem energia nos circuitos electrónicos. Esta função de conversão de energia faz com que as resistências sejam amplamente utilizadas em muitos circuitos.
4. flexibilidade de conceção
As resistências estão disponíveis numa vasta gama de tipos e tamanhos, incluindo resistências fixas e resistências variáveis (como os potenciómetros), proporcionando uma grande variedade de opções e flexibilidade na conceção de circuitos.
5. custo-eficácia
O processo de fabrico de resistências é maduro e de custo relativamente baixo, o que as torna adequadas para produção e aplicação em massa.

Funções das resistências comuns

Resistências de 1,0Ω (resistências de zero ohm)
Utilizado como fio de ligação em circuito na conceção de placas de circuito impresso para facilitar a depuração tardia e a modificação do circuito. Mais adequado para a produção automatizada de SMD do que os fios de ligação em ponte tradicionais para melhorar a eficiência do fabrico. Utilizado principalmente em: isolamento de módulos de circuitos, ligação de pontos de teste, conceção compatível e outros cenários.
2. resistências limitadoras de corrente
Estabiliza a corrente de trabalho e protege os componentes sensíveis, como LEDs e tubos de vácuo, das flutuações de corrente. A seleção precisa do valor da resistência e a especificação adequada da potência são essenciais. Utilizado principalmente em: Circuito de driver de LED, amplificador de tubo, etc.
3. resistências pull-up/pull-down
Fornece um nível lógico definido para circuitos digitais e evita avarias causadas pela oscilação dos pinos da MCU. A seleção do valor da resistência tem de equilibrar o consumo de energia e a velocidade de resposta (normalmente 4,7kΩ-10kΩ). Usado principalmente em: Barramento I2C, circuito de entrada de chave, interface digital.
4. resistências de derivação (resistências de deteção de corrente)
A deteção exacta da corrente é realizada através da medição de uma pequena queda de tensão (nível mV). Baixo valor de resistência, alta precisão, excelente estabilidade de temperatura. Principais aplicações: sistemas de gestão de energia, monitorização de baterias, controlo de motores, etc.
5. termistores
Tipo NTC: o valor da resistência diminui com o aumento da temperatura, muito utilizado na deteção e compensação de temperatura.
Tipo PTC: o valor da resistência aumenta drasticamente com a temperatura, normalmente utilizado na proteção contra sobreintensidades e no seguro de auto-recuperação.
Diferença de aplicação: O NTC é utilizado para a medição da temperatura, o PTC é utilizado para a proteção de circuitos.
6.Resistor Dependente de Luz (LDR)
O valor da resistência varia consoante a intensidade da luz (quanto mais forte for a luz, mais baixo será o valor da resistência). Baixo custo, fácil de utilizar, sem necessidade de circuito de acionamento adicional. Utilizado principalmente em: sistema de iluminação automática, deteção da intensidade da luz, equipamento de segurança.
7. resistências variáveis de alta potência
Ajustar os parâmetros do circuito de alta corrente, como a velocidade do motor, a tensão de saída da fonte de alimentação, etc. Fabricado em fio enrolado ou material cerâmico, com excelente desempenho de dissipação de calor. Utilizado principalmente em: sistemas de controlo industrial, regulação de fontes de alimentação de alta potência, etc.

Símbolos e fórmulas de resistências

Símbolos de resistências

1. resistência fixa padrão (IEC & ANSI)
IEC: ━━━━━━━━━━
ANSI: ~/~ ~
2. resistência variável/Potenciómetro
IEC: ━━━━━━━━━━
╲
ANSI: ~/~ ╱~
3. termistor (sensível à temperatura)
━━━━━━━⊓⊔━━━━━━ (IEC)
4. varistor (dependente da tensão)
━━━━━━━⋂⋃━━━━━━ (IEC)

Fórmulas chave

1.Lei de Ohm’s (Circuitos DC)

Onde:
V = Tensão (V)
I = Corrente (A)
R = Resistência (Ω)
2. dissipação de energia

P = Potência (W)
3. resistência em série

4. resistência paralela

Para duas resistências

Dependência da temperatura

α = Coeficiente de temperatura (1/°C)
RT= Resistência à temp. T

Tabela de códigos de cores (Exemplo de 4 bandas):

Relação entre diferentes resistências

1. funções complementares

Na conceção de circuitos, vários tipos de resistências trabalham em conjunto para obter uma função mais completa:
Correspondência entre fundação e ajustamento
As resistências fixas proporcionam a estabilidade básica do circuito, as resistências variáveis realizam o ajuste dinâmico dos parâmetros e as resistências especiais dão a capacidade de perceber o ambiente, por exemplo, as resistências fixas definem a referência, os potenciómetros afinam os parâmetros.
Digital e analógico
Resistências pull-up / pull-down para garantir a fiabilidade dos sinais digitais, resistências de derivação para obter uma medição precisa da corrente analógica. Por exemplo: Os sistemas MCU utilizam tanto resistências pull-up como resistências de deteção de corrente.

2. substituibilidade

Substituição de processos
Resistores de 0Ω e fios de jumper, a mesma função, mas os resistores de 0Ω são mais adequados para a produção automatizada. Plug-in e chip, de acordo com o processo de produção para escolher o pacote certo.
Substituição de desempenho
A película metálica pode substituir a película de carbono para melhorar a precisão mas aumentar o custo, as resistências enroladas em fio para substituir as resistências normais para satisfazer a procura de alta potência, a substituição precisa de avaliar o custo, a precisão, a potência e outros parâmetros.

3.Utilização combinada

Combinação de deteção e deteção
Termistor + resistência fixa formando um circuito divisor de tensão = deteção de temperatura.
Fotoresistor + resistência ajustável = controlo adaptativo da luminosidade.
Combinação de medição de precisão
Resistência de derivação + amplificador operacional = deteção de corrente de alta precisão
Resistência de precisão + potenciómetro = fonte de tensão de referência ajustável
Combinação de circuitos de proteção
Resistência PTC + resistência fixa = proteção contra sobreintensidades
Varistor + resistência de descarga = proteção contra sobretensão
Estas combinações reflectem o efeito sinérgico das resistências no circuito. Na conceção atual, os engenheiros têm de se basear em necessidades específicas, equilibrando o custo e o desempenho, coordenando os parâmetros estáticos e o ajustamento dinâmico, tendo em conta as funções básicas e as necessidades especiais.

Resistências em PCB

1. limitação de corrente
As resistências podem limitar eficazmente a corrente de LEDs de precisão, circuitos integrados e outros componentes, evitando que estes componentes sejam danificados por corrente excessiva.
2. função de divisor de tensão
Ao ligar resistências em série, pode formar-se um divisor de tensão, permitindo que a fonte de alimentação produza uma tensão mais baixa para satisfazer as necessidades do circuito.
3.Estabilização da tensão lógica
Nos circuitos lógicos digitais, as resistências são frequentemente utilizadas em conjunto com resistências pull-up/pull-down para garantir que o circuito mantém um nível de tensão lógico conhecido quando as entradas não são acionadas.
4. fornecimento de polarização
As resistências fornecem aos amplificadores de transístor e a outros circuitos analógicos a tensão ou corrente de polarização CC adequada para garantir o funcionamento correto do circuito.
5. Controlo de feedback
Em circuitos analógicos como amplificadores operacionais, ADCs, DACs, etc., as resistências fornecem um controlo preciso do ganho e da resposta através de um mecanismo de feedback.
6. modelação de impulsos
As resistências combinadas com condensadores podem formar circuitos de temporização RC para geração e modelação de impulsos.
7. proteção ESD
As resistências são eficazes na prevenção de danos nos circuitos causados por descargas electrostáticas, protegendo o equipamento eletrónico de danos.
8.Aquecimento
As resistências de potência bobinadas são capazes de converter eficazmente a energia eléctrica em calor e são normalmente utilizadas em aplicações de aquecimento.

Áreas de aplicação

1. eletrónica de consumo, componentes principais de gestão de energia.
2. eletrónica automóvel, requisitos de elevada fiabilidade.
3. equipamento de comunicação, componentes-chave de condicionamento de sinal. 4. controlo industrial, condicionamento de sinais de sensores, dispositivos centrais de proteção de circuitos, componentes importantes de distribuição de energia.
4. controlo industrial, condicionamento de sinais de sensores, dispositivos centrais de proteção de circuitos, componentes importantes de distribuição de energia.
5. aplicações topo de gama
Equipamento médico, controlo de corrente de precisão.
Aeroespacial, tolerância a ambientes extremos.
Equipamento militar, proteção de supressão de EMI.
Existem muitos tipos de resistências, cada uma adequada a uma aplicação específica. Compreender as suas caraterísticas e funções ajuda a otimizar a conceção do circuito, melhorando assim a fiabilidade e o desempenho. Na prática, as resistências devem ser selecionadas com base nos requisitos do circuito, tendo em conta o custo, a precisão e a capacidade de manuseamento de potência.