Resistores 101

O que é um resistor?

O resistor é o mais comum e conhecido dos componentes elétricos passivos. Um resistor resiste ou limita o fluxo de corrente elétrica em um circuito. Há muitos usos para os resistores: são usados para baixar a tensão, limitar a corrente, atenuar sinais, atuar como aquecedores, atuar como fusíveis, fornecer cargas elétricas e dividir tensões.

Introdução

Este resistor 101 fornece uma visão geral dos tipos de resistores e da terminologia comum, antes de continuar mostrando um resumo dos produtos de resistores e das várias tecnologias.

O que é a Lei de Ohm?

A lei de Ohm é uma equação simples que mostra a relação entre resistência, tensão e corrente através de um fio metálico, ou algum outro tipo de material resistivo. Em termos matemáticos, a lei de Ohm é escrita como:

onde I é a corrente (amperes), V é a tensão, e R é a resistência.

A lei de Ohm também pode mostrar a relação entre resistência, tensão e potência usando a seguinte equação:

onde P é a potência (watts), V é a tensão, e R é a resistência.

Tipos de resistores

Resistores fixos

Um resistor fixo é aquele no qual o valor de sua resistência não pode mudar.

Resistores variáveis

Um resistor variável é um resistor cujo valor pode ser ajustado girando um eixo ou deslizando um controle. Eles também são chamados potenciômetros ou reostatos e permitem que a resistência do dispositivo seja alterada manualmente.

Resistores não-lineares

Um resistor não linear é um resistor que possui resistências que variam significativamente com a tensão, temperatura ou luz aplicada. Os tipos de resistores não lineares são varistores, termistores e fotoresistores.

Terminologia comum de resistor

Valor da resistência crítica

O valor máximo nominal da resistência no qual a potência dimensionada pode ser fornecida sem exceder a tensão máxima de trabalho. A tensão nominal é igual à tensão máxima de trabalho no valor da resistência crítica.

Curva de degradação

A curva que expressa a relação entre a temperatura ambiente e o valor máximo de potência fornecida continuamente a esta temperatura, que geralmente é expressa como uma porcentagem.

Tensão de rigidez dielétrica

A tensão nominal que pode ser aplicada a um ponto designado entre o elemento resistivo e o revestimento externo, ou o elemento resistivo e a superfície de montagem, sem causar ruptura dielétrica.

Tensão máxima de sobrecarga

O valor máximo de tensão capaz de ser aplicado a resistores por um curto período de tempo no teste de sobrecarga. Normalmente, a tensão aplicada no teste de sobrecarga de curto prazo é 2,5 vezes maior do que a tensão nominal. Entretanto, ela não deve exceder a tensão máxima de sobrecarga.

Tensão Máxima de Trabalho (ou Tensão Máxima do Elemento Limitador)

O valor máximo de tensão CC ou tensão CA eficaz (RMS) capaz de ser aplicado continuamente aos resistores ou elementos. Entretanto, o valor máximo da tensão aplicável é a tensão nominal no valor da resistência crítica ou inferior.

Ruído

O ruído é um sinal CA indesejado de dentro do resistor. O ruído resistivo pode ter um efeito devastador em sinais de baixo nível, amplificadores de carga, amplificadores de alto ganho, e outras aplicações sensíveis ao ruído. A melhor abordagem é usar tipos de resistores com baixo ou mínimo ruído em aplicações sensíveis ao ruído.

Potência nominal

As potências nominais são baseadas no tamanho físico, mudança permissível de resistência ao longo da vida útil, condutividade térmica dos materiais, materiais isolantes e resistivos, e condições ambientais de operação. Para melhores resultados, utilize os resistores de maior tamanho físico abaixo de sua temperatura e potência máxima nominal.

Temperatura ambiente nominal

A temperatura ambiente máxima em que os resistores são capazes de ser utilizados continuamente com a potência nominal prescrita. A temperatura ambiente nominal refere-se à temperatura ao redor dos resistores dentro do equipamento, não à temperatura do ar fora do equipamento.

Terminologia comum de resistor

Potência nominal

A quantidade máxima de potência que pode ser fornecida continuamente a um resistor a uma temperatura ambiente nominal. Os produtos em cascata e rede têm tanto potência nominal por pacote quanto por elemento.

Tensão nominal

O valor máximo de tensão CC ou tensão CA eficaz (RMS) capaz de ser aplicado continuamente a resistores à temperatura ambiente nominal.

Confiabilidade

Confiabilidade é a probabilidade de que um resistor (ou qualquer outro dispositivo) desempenhe sua função desejada. Há duas maneiras de definir a confiabilidade. Uma é o tempo médio entre falhas (MTBF) e a outra é a taxa de falha por 1000 horas de operação. Estes dois meios de avaliar a confiabilidade devem ser determinados com um grupo específico de testes e uma definição do que é o fim da vida útil de um dispositivo, como uma mudança máxima na resistência ou uma falha catastrófica (curto ou aberto). Vários estudos estatísticos são usados para chegar a essas taxas de falha e grandes amostras são testadas à temperatura nominal máxima com carga nominal por até 10.000 horas (24 horas por dia durante aproximadamente 13 meses). A confiabilidade é geralmente maior em níveis de potência mais baixos.

Tolerância do resistor

A tolerância do resistor é expressa como os desvios do valor nominal em porcentagem e é tipicamente medida a 25 °C. O valor de um resistor também mudará com a tensão aplicada (VCR) e a temperatura (TCR). Para redes, a tolerância absoluta do resistor refere-se à tolerância geral da rede. A relação de tolerância se refere à relação de cada resistor com os outros no pacote.

Estabilidade

Estabilidade é a mudança na resistência com o tempo a uma carga específica, nível de umidade, estresse ou temperatura ambiente. Quando estes desgastes são minimizados, a estabilidade é melhor.

Coeficiente de temperatura da resistência (TCR também conhecido como RTC)

O TCR é expresso como a mudança da resistência em ppm (0,0001%) com cada grau Celsius de mudança de temperatura. O TCR é normalmente referenciado em + 25 ˚C e muda conforme a temperatura aumenta (ou diminui). Um resistor com um TCR de 100 ppm/°C mudará 0,1% sobre uma mudança de 10 °C e 1% sobre uma mudança de 100 °C. No contexto de uma rede de resistores, o valor do TCR é chamado de TCR absoluto na medida em que define o TCR de um elemento resistor específico. O termo rastreamento de TCR refere-se à diferença em TCR entre cada resistor específico de uma rede.

Temperatura nominal

A temperatura nominal é a temperatura máxima permitida para a qual a resistência pode ser usada. É geralmente definida com duas temperaturas. Por exemplo, um resistor pode ser dimensionado a carga completa até + 70 °C degradado e + 125 °C sem carga completa. Isto significa que com certas mudanças permitidas na resistência ao longo da vida útil do resistor, ele pode ser operado a + 70°C na potência nominal. Também pode ser operado com temperaturas superiores a + 70°C se a carga for reduzida, mas em nenhum caso a temperatura deve exceder a temperatura de projeto de + 125˚C com uma combinação de temperatura ambiente e auto-aquecimento devido à carga aplicada.

Coeficiente de tensão da resistência (VCR)

O coeficiente de tensão é a mudança na resistência com a tensão aplicada. Isto é totalmente diferente e além dos efeitos do auto-aquecimento quando a energia é aplicada. Um resistor com um VCR de 100 ppm/V mudará 0,1% sobre uma mudança de 10 V e 1% sobre uma mudança de 100 V. No contexto de uma rede de resistores, este valor de VCR é chamado de VCR absoluto na medida em que define o VCR de um elemento resistor específico. O termo rastreamento de VCR refere-se à diferença em VCR entre cada resistor específico de uma rede.

* Tecnologia de resistor também oferecida por outras divisões da Vishay

Tabela 1: Resistores de montagem em superfície / substratos / ligável por fio

*Tecnologia de resistor também oferecida por outras divisões da Vishay

Tabela 2: Resistores axiais com terminal / furo passante

Tecnologias de resistor fixo

Fio enrolado (montagem em superfície / com terminal)

Um tipo de resistor feito a partir do enrolamento de um fio metálico, como o níquel-cromo, sobre uma forma isolante, como um núcleo de cerâmica, plástico ou fibra de vidro.

Power Metal Strip® / elemento metálico (montagem em superfície / com terminal)

Um tipo de resistor construído utilizando uma liga metálica rígida, como o níquel-cromo ou o cobre-manganês, como elemento resistivo, que é então soldado em terminais de cobre. Usado em aplicações shunt e de detecção de corrente.

Filme (montagem em superfície / com terminal)

Filme metálico (com terminal/MELF)

Um tipo de resistor cilíndrico feito através da deposição de um elemento resistivo oriundo de um filme fino condutor de um metal ou liga metálica, como o níquel-cromo, sobre um núcleo cilíndrico de cerâmica ou vidro. A resistência é controlada pelo corte de uma ranhura helicoidal através do filme condutor.

Óxido metálico (com terminal)

Um tipo de resistor cilíndrico que utiliza materiais como óxido de rutênio ou óxido de estanho como elemento resistivo. Estes resistores podem ser excelentes dispositivos de alta tensão ou de alta potência.

Filme espesso (resistores de chip/cascatas de chip/redes)

Resistor de filme de montagem em superfície especialmente construído que suporta alta potência para o tamanho da peça. Para resistores de filme espesso, o "filme" de óxido de rutênio é aplicado utilizando a tecnologia tradicional de impressão em tela.

Filme fino (resistores de chip/cascatas de chip/redes)

Um tipo de resistor de filme de montagem em superfície com um elemento resistivo relativamente fino, medido em angstroms (milionésimos de polegada). Os resistores de filme fino são feitos por sputtering (também conhecido como deposição a vácuo/pulverização catódica) de um material resistivo, como níquel-cromo ou nitreto de tântalo, sobre a superfície de um substrato.

Filme de carbono (com terminal/MELF)

Uma descrição geral de classe para resistores cilíndricos feitos através da deposição de um filme de carbono na superfície de um isolante como núcleo central.

Folha metálica (montagem em superfície/com terminal)

Um tipo de resistor feito a partir da fotofabricação de um metal homogêneo em um padrão específico sobre um substrato cerâmico. A combinação única de materiais e construção resulta em um produto com características de desempenho inigualáveis e alta confiabilidade.

Composição (com terminal)

Composição do carbono

Uma descrição geral de classe para resistores que consistem de um núcleo resistivo de mistura de carbono e um núcleo isolante externo moldado.

Composição da cerâmica

Um tipo de resistor que consiste em uma mistura de argila, alumina e carbono que foi homogeneizada e pressurizada em um núcleo resistivo e depois coberta com um núcleo isolante externo moldado.