Curso Grátis Online de Eletrônica aula 1







Curso de graça de eletrônica online aula 1
O ÁTOMO, COM OS ELÉTRONS GIRANDO AO REDOR DO NÚCLEO.

USADO COMO SÍMBOLO DA ELETRÔNICA.

atomosCom certeza os termos técnicos aqui usados não são do seu conhecimento Mais, não se preocupe, pois toda a terminologia técnica empregada em Eletrônica será detalhadamente explicada durante o andamento normal das aulas. Dessa forma, mesmo que você desconheça os dispositivos aqui citados, procure analisar atentamente as explicações para ter uma noção geral do assunto, e lembre-se que nas lições futuras daremos uma descrição completa dos mesmos.





 

 

DESCOBRINDO O QUE É A ELETRÔNICA

Eletrônica pode ser explicada como área da ciência que estuda os fenômenos provocados pelo movimento dos elétrons no vácuo e nos materiais semicondutores.
Uma vez apresentada a definição de Eletrônica, vamos falar um pouco a respeito do elétron.
Todas as substâncias conhecidas pelo homem, sejam sólidas (vidro, alumínio) líquidas (água, gasolina) ou gasosas (como o ar que respiramos), são formadas por partículas chamadas átomos.
0 átomo é uma partícula tão pequena, que não pode ser visto a olho nu, e nem com o auxílio do microscópio; no entanto, a ciência já descobriu sua constituição.
Um átomo e formado por uma parte central chamada núcleo, em torno da qual giram (com velocidades elevadíssimas) partículas bem menores que são os elétrons (veja a figura 1).
Estes elétrons têm a propriedade de se deslocarem de um átomo para outro, e ao movimento ordenado destes elétrons damos o nome de corrente eletrônica, quando se realiza no vácuo e corrente elétrica, quando percorre um fio condutor.
A definição de Eletrônica sofreu algumas atualizações com o passar dos anos. Ela começou a ser definida como ” o estudo dos efeitos provocados pela passagem dos elétrons no vácuo”, isto porque os primeiros componentes básicos da Eletrônica foram as válvulas a vácuo, ou válvulas termoiônicas, que ainda hoje encontramos em alguns rádios antigos.
Mais tarde surgiram os dispositivos de estado sólido (diodos, transistores, circuitos integrados, etc). A partir de então a Eletrônica passou a ser definida como o “ramo da ciência que estuda os efeitos provocados pelo movimento dos elétrons no vácuo e nos matérias semicondutores”.

Atualmente a Eletrônica está presente em quase todos os tipos de atividades humanas. As aplicações mais populares da Eletrônica são, sem dúvida, o rádio, a televisão, o cinema sonoro e a alta-fidelidade.
Alem disso, temos também as telecomunicações (telegrafia,  teletipo, etc), a computação, a Eletrônica aplicada a Medicina, ao automóvel, a indústria, e uma infinidade de outros empregos, conforme veremos adiante.

A VÁLVULA – MARCO INICIAL DA ELETRÔNICA

Cronologicamente, podemos dizer que a Eletrônica nasceu com a descoberta do efeito termoiônico: um filamento, quando aquecido ate a incandescência, possui a propriedade de emitir elétrons.

A VÁLVULA

 

Este efeito foi descoberto em 1883 pelo cientista norte-americano Thomaz Alva Edison, por isso também e chamado de efeito Edison.
Alguns anos depois, o engenheiro inglês Sir John Ambrose Fleming encontrou uma aplicação pratica para este fenômeno, inventando a primeira válvula termiônica que era um conjunto de eletrodos metálicos acondicionados numa ampola de vidro sem ar (vácuo), e cujas conexões se prolongavam externamente na forma de pinos de ligação, como numa lâmpada elétrica. Ela ficou sendo chamada de válvula,diodo ou apenas diodo, e começou a ser usada na retificação e de modulação (ou detecção) de correntes elétricas.
Cerca de 20 anos mais tarde, por volta de 1906, o engenheiro americano Lee De Forest inventou a válvula triodo (ou audion), largamente utilizada nos estágios de amplificação dos apare lhos de som.
Depois da invenção de Forest, outros tipos de válvulas surgiram, como consequência natural da evolução tecnológica. Entre eles citamos tetrodo o pentodo, empregados na amplificação e oscilação, que são partes independentes de um receptor de radio por exemplo.
A partir destas invenções o avanço da Eletrônica acelerou-se de um modo vertiginoso,possibilitando a construção de um número cada vez maior e diversificando os aparelhos eletrônicos que se tornaram indispensáveis à vida do homem. A figura 2

OS TRANSISTORES E A MINIATURIZAÇÃO

OS TRANSISTORES E A MINIATURIZAÇÃO

Na época da II Guerra Mundial sentiu-se a necessidade da construção de aparelhos portáteis de menor tamanho, mais leve e mais eficiente do que aqueles equipados com válvulas Depois de muitas pesquisas surgiu o transistor, que foi a resposta para todas estas exigências (figura 3).
A invenção do transistor, em 1948 valeu um prêmio Nobel a três cientistas dos laboratórios da Companhia Bell Telefone, nos Estados Unidos. São seus inventores: Walter Brattain, John Bardeen e Willian Shockley

O funcionamento dos transistores depende das propriedades físicas de certos materiais semicondutores como o. “germânio” e o “silício”. Dai a denominação de dispositivos semicondutores para designar esses componentes. Como os materiais semicondutores são sólidos, a de nominação componentes de estado sólido (do inglês Solid State) também é muito comum neste caso.

Com o aparecimento do transistor e com a utilização da técnica de montagem em placas de fiação impressa (os chamados circuitos impressos) teve início uma nova era no campo da eletrônica a miniaturização.

Uma comparação entre a válvula termoiônica (figura 2) e o transistor (figura 3) mostra claramente o que é a miniaturização. Contudo, é preciso salientar que a grande redução no ta manho desses componentes não traz nenhuma desvantagem quanto ao funcionamento. Pelo contrario, salvo poucas exceções, a eficiência do transistor e muitas vezes superior a da válvula.

Num circuito eletrônico, o transistor desempenha as mesmas funções do triodo, do tétrodo e do pêntodo, ou seja: amplificação, oscilação e modulação.
Paralelamente ao aparecimento do transistor foi desenvolvido o díodo semicondutor, para desempenhar as mesmas funções da válvula diodo (retificação, detecção, de modulação, etc.)
Apesar da grande utilidade que tiveram no passado, as válvulas termoiônicas quase não são mais usadas, pois os componentes de esta do sólido já as substituem em quase todos os aspectos. Entretanto, será necessário estudá-las para melhor compreendermos o funcionamento dos transistores, diodos semicondutores, etc.
Apenas em algumas aplicações mais especificas as válvulas ainda da superam os dispositivos semicondutores. Como exemplo citamos o cinescópio (ou tubo de imagem) usado nos receptores de TV, tanto a cores como em branco e preto. Entretanto, pesquisas recentes mostram que, num futuro bem próximo, ate o tubo de TV será substituído por uma placa fina de materiais semicondutores.

Após o diodo semicondutor e o transistor (a denominação correta é Transistor Bipolar), outros tipos de componentes semicondutores foram desenvolvidos, para as mais variadas aplicações. Entre eles citamos os seguintes: diodo ZENER, diodo VARICAP, retificador controlado de silicio (SCR), DIAC, TRIAC, transistor unijunção (UJT), transistor de efeito de campo (JFET e NDSFET), e muitos outros.

O CIRCUITO INTEGRADO E A MICROELETRÔNICA

O desenvolvimento das atividades espaciais criou um novo desafio a Eletrônica.

Na construção dos equipamentos utilizados nos satelites e naves espaciais, tornou-se preciso reduzir ainda mais o peso e volume dos componentes, como também obter um elevado grau de confiabilidade, a fim de preservar a vida dos astronautas nos vôos tripulados.
A solução para as exigências rigorosas destas atividades foi o circuito integrado. Assim surgiu uma nova era no campo da Eletrônica:
a microminiaturização ou microeletrônica (veja a figura 4).
O primeiro circuito integrado (CI, abreviadamente)de que se tem noticia, apareceu por volta de 1958, quando o engenheiro Jack S. Kil ley, do laboratório da Texas Instruments, apresentou um circuito os cilador RC (oscilador com uma rede de transistores e capacitores) sob a forma integrada.

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OS “CIRCUITOS INTEGRADOS” PERTENCEM A 3- GERAÇÃO DOS COMPONENTES ELETRÔNICOS: A MICRO MINIATURIZAÇÃO

O circuito integrado e o resulta do dos inúmeros aprimoramentos das técnicas de fabricação dos transistores e dos processos especiais de micro-foto litografia.

Basicamente , o CI consiste em inúmeras linhas metálicas impressas sobre uma placa de material isolante (vidro ou cerâmica) na qual foram depositados materiais semicondutores como o silício, por exemplo) Todo esse conjunto possui dimensões reduzidíssimas da ordem de alguns milímetros quadrados Motivos de ordem pratica abrigam que os circuitos integrados sejam acondicionados em cápsulas bem maiores.

Na figura mostramos os invólucros (ou cápsulas) normalmente utilizados nos CIs. Eles podem ser cerâmicos , metálicos ou plásticos , sendo estes últimos de uso mais generalizado.

circuito integrado

 

Em muitas aplicações práticas os transistores já estão sendo substituídos pelos circuitos integrados. Como exemplo marcante desse fato podemos citar as mini calculadoras eletrônicas (do tipo de bol so)onde, nos modelos mais simples, um único Cl realiza as quatro ope rações fundamentais da matemática.
O “salto” da válvula para o transistor foi relativamente simples, pois o problema consistia numa mera substituição de um componente (válvula) pelo outro (transistor).Já o “salto” entre o transistor e o circuito integrado envolve uma complexidade bem maior. o Cl não substitui apenas um transistor, mas sim um circuito eletrônico completo, constituído de transistores, diodos semicondutores, capacitores e resistores. A título de exemplo veja a ilustração da figura.

Esse avanço tecnológico permitiu uma redução no custo de fabricação dos equipamentos eletrônicos, bem como possibilitou uma incrível diminuição no tamanho dos mesmos, tornando-os altamente compactos.
Desta feita, seria desnecessário rio argumentar sobre a importância da microeletrônica na vida do homem. Desde o radio, a televisão e demais aparelhos de entretenimento, até os satélites de comunicações, os computadores eletrônicos e os controles industriais, essa importante tecno logai participará, de maneira cada vez mais crescente, em todos os ramos da atividade humana.

A RADIOTELEFONIA – UMA DAS PRIMEIRAS APLICAÇÕES PRÁTICAS DA ELETRÔNICA

UM ÚNICO Cl (TAA320) REALIZA AS
A radiotelefonia pode seren MESMAS FUNÇÕES DE UM CIRCUITO tendida como “o conjunto de técnicas NORMAL COM 9 COMPONENTES utilizadas para se transmitir os sons produzidos pela voz humana e pela música a grandes distâncias com o auxílio das ondas eletromagnéticas (também chamadas de ondas de rádio ou ondas Hertzianas).

Se consultarmos um dicionário, veremos que tele significa “ao longe”, enquanto que fono significa “som, voz”, dai o significado para a palavra radiotelefonia.
A figura 6 mostra a representação simplificada de um radiotransmissor (ou transmissor de radio), cujo funcionamento resume-se no se guinte: os sons produzidos – pela voz ou pela música – são captados por um microfone que os transforma numa corrente elétrica, a qual de nominaremos sinal de áudio. Esse sinal passa por um amplificador e a seguir e entregue ao modulador. Simultaneamente, o oscilador produz outra corrente elétrica chamada onda portadora, que também é entregue ao modulador. A finalidade do modulador é “misturar” o sinal de áudio com a onda portadora, por um processo chamado modulação, de maneira que ela funcione como uma espécie de “veículo” transportando o sinal de áudio até os receptores. Por fim, a onda portadora modulada é entregue a antena transmissora que a transforma em ondas hertzianas Estas ondas irradiam-se pelo espaço e podem ser captadas por qual quer receptor situado a centenas ou milhares de quilômetros de distancia.

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REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA DE UM TRANSMISSOR DE RADIO

 

 

 

 

 

Na recepção o processo é exatamente inverso (veja a figura ). Uma pequena parcela das ondas hertzianas é captada pela antena receptora que a transforma numa corrente elétrica (correspondente a porta dora modulada do transmissor). A seguir ela é amplificada e entre que ao demodulador cuja função é “extrair” o sinal de áudio da portadora modulada. Finalmente o sinal de áudio passa por outro amplificador a fim de ganhar energia suficiente para fazer funcionar o alto-falante, quando então os sons (produzidos originalmente no estúdio da estação transmissora) são reproduzidos de uma forma audível.

REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA DE UM RECEPTOR DE RADIO

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A primeira transmissão radiofônica ocorreu em 1920, através de um transmissor instalado pela Companhia Westinghouse, em Pittsburg, nos Estados Unidos. No Brasil, a primeira transmissão oficial de radiodifusão foi feita durante a Exposição Internacional do Centenário da Independência,-em 1922, na Praia Vermelha. A primeira radioemissora brasileira foi a Radio Sociedade do Rio de Janeiro, fundada em 1923 por Roquete Pinto.

Na prática existem diversos métodos de transmissão da onda por tadora. Entre os principais temos o AM ou Amplitude Modulada, o FM ou Frequência Modulada e o SSB ou Banda Lateral Simples (do inglês Single Side Band). Nas transmissões de radiodifusão (música, notícias, etc.), os métodos normalmente utilizados são o AM e o FM, sendo que este último proporciona maior “fidelidade” que o primeiro.
Nas comunicações entre estações comerciais (bancos, indústrias e lojas), governamentais (polícia, bombeiros) e de radioamadores, o método mais empregado e o SSB.

                                     Continua >>> 

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32 comentários em: “Curso Grátis Online de Eletrônica aula 1

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