Eletrônica para Iniciantes: Introdução – Parte 001

Este artigo fornece uma visão geral rápida do curso de eletrônica para iniciantes.

Matéria, Moléculas, Átomos, Elétrons

A matéria é composta de moléculas que consiste em átomos.

O átomo consiste em um núcleo carregado positivamente e um número de elétrons carregados negativamente que giram em torno do núcleo em várias órbitas”.

Um elétron está em um lugar no espaço livre do átomo. Esse espaço livre é chamado de Orbital. Então o elétron se move no orbital.

Alguns elétrons em um átomo acabem indo para outro átomo vizinho. Esses elétrons livres, que mudam de um para outro átomo, são os que conduzem energia. Esses elétrons conduzem a energia nos condutores, como fios e água.

Na verdade os elétrons livres são aqueles que estão em uma órbita mais distante do núcleo do átomo. Por estarem mais distantes também estão mais “frouxos” e acabem sendo atraídos para outro átomo vizinho.

Condutores

Nos materiais condutores os elétrons livres disponíveis para condução são abundantes.

Como exemplo de materiais condutores temos: cobre e Alumínio

Isoladores ou Isolantes

Os isolantes são materiais nos quais não há condução. Exemplos: Madeira, Borracha.

Para alguns isoladores, à medida que a temperatura aumenta, eles podem apresentar alguma condução.

A resistividade de um isolante será da ordem de 107 ohm-metros. Ohms é uma unidade de medida para resistência. Logicamente que resistência é o ato de resistir à eletricidade.

Semicondutores

Um semicondutor na verdade não é um isolante, nem um bom condutor.

À medida que a temperatura aumenta, a condutividade de um semicondutor aumenta.

A condutividade de um semicondutor será da ordem de 102 mho-metro.

Entre os materiais semicondutores, como germânio e silício, o material amplamente utilizado para a fabricação de vários componentes eletrônicos é o silício.

O silício é usado na fabricação de muitos componentes eletrônicos, que são usados ​​para fazer diferentes circuitos para diversos fins. Esses componentes têm propriedades individuais e usos particulares.

Os principais componentes eletrônicos incluem: Resistores, resistores variáveis, capacitores, capacitores variáveis, indutores, diodos, diodos de túnel, diodos Varactor, transistores, BJTs, UJTs, FETs, MOSFETs, LDR, LED, células solares, termistor, varistor, transformador, interruptores, relés, etc.

Em materiais semicondutores a condução(passagem) de energia ocorre se alguma energia externa for aplicada; pois propriedades condutoras de um semicondutor mudam, quando uma impureza metálica adequada é adicionada a ele.

Termos Importantes

É importante discutirmos alguns termos importantes antes irmos para os artigos subsequentes.

• Corrente: É simplesmente o fluxo ou movimento de elétrons. É medido em Amperes. Isso pode ser AC(Alternating current) de corrente alternada ou DC(direct current) de corrente contínua. É representado pela letra i.
• Tensão ou Volt: É a diferença entre duas potências ou dois pontos. Por exemplo, imagine uma mangueira com as duas pontas soltas, caída no chão e cheia de água. Enquanto a mangueira estiver no chão a água continua dentro dela, mas basta levantarmos uma das pontas que a água(fluxo) sairá pela outra. Se compararmos com um fio então podemos dizer que houve uma corrente, um fluxo de elétrons. É indicado por V. É medido em Volts.
• Resistência: É a propriedade de se opor, resistir ao fluxo de elétrons. Esta propriedade pode ser denominada como resistividade. Imagina uma mangueira passando água(corrente) de um lado para o outro. Se em alguma parte dessa mangueira emendarmos um pedacinho de mangueira muito mais estreito então, a partir dessa emenda(resistência), irá passar menos água(corrente). Com uma resistência podemos ligar uma luz ou led de 3 volts em uma bateria de 12 sem que queime ou danifique. Estudaremos sobre resistores depois. Quando a corrente elétrica é conduzida em um corpo com resistência elétrica, parte de sua energia é dissipada.

• Ohms:  é a relação entre corrente e tensão em um condutor. De acordo com a lei de Ohm:

Protoboard ou Placa de Ensaio

Iremos falar de uma placa chamada de protoboard, ou ainda placa de ensaio. Essa placa serve para encaixarmos componentes eletrônicos sem a necessidade de soldá-los. É destinada somente para testes e laboratórios. Alguns ainda chamam essa placa de “placa de ensaio eletrônica sem solda“. Em inglês é chamada também de electronic breadboard ou simplesmente breadboard.

Veja imagens de protoboards abaixo:

Arduino

Arduino nada mais é que uma plaquinha fisicamente simples e inteligente onde podemos digitar comandos em forma de texto, enviar para para ele obedecer.

O site www.arduino.cc cita Arduino como:

O Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto baseada em hardware e software fáceis de usar.

Nenhum curso de eletrônica moderna está completo sem ensinar o básico de microcontroladores, e a placa de microcontrolador Arduino é um bom dispositivo para começar a aprender.

Abaixo segue uma imagem de placa Arduino.

Abaixo uma imagem de arduino sendo usado com uma protoboard.

Tudo o que é necessário para escrever um programa e carregá-lo na placa é um pacote de software gratuito e um cabo USB. O pacote de software gratuito é executado em Windows, Mac OS e Linux.

O que acontece acima é:

#1 criamos linhas de comandos(programação) usando o computador

#2 enviamos esses comandos para a placa arduino que então passa a controlar o circuito da protoboard.

Conclusão

Os próximos artigos explicam quais ferramentas e peças você precisa e como usá-las. Depois de ensinar algumas noções básicas de construção de circuitos eletrônicos, seguem vários tutoriais que mostram como construir vários circuitos diferentes.

Fontes: startingeletronics, arduino.cc, tutorialspoint