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Os Valores dos Componentes (ART1501)

Por que resistores, capacitores e outros componentes só podem ser encontrados com valores determinados que, às vezes, dão a impressão de que não seguem nenhuma lógica? Por que não podemos encontrar resistores de valores como 13 Ω, 1576 Ω ou 102 500 Ω, havendo apenas valores padronizados próximos como 12 Ω, 1 500 Ω ou 100 000 Ω? Como esta padronização é feita? Todas estas perguntas que podem afligir muitos que ainda estudam eletrônica ou são novos na sua práticas podem ter serão respondidas neste artigo.

Não seria prático nem lógico tentarmos fabricar componentes, por exemplo, resistores com todos os valores possíveis.

Se levarmos em conta que nas aplicações práticas temos resistores tão pequenos como 0,1 Ω e tão grandes como 22 milhões de Ω, se tentássemos fabricar esses componentes com valores de 1 em 1 ohm, seriam 22 milhões de valores diferentes que, numa loja de componentes ou num gaveteiro de oficina seriam 22 milhões de gavetas.

A solução para que este tipo de problema não ocorra é fabricar componentes como, por exemplo, resistores apenas com valores determinados ou padronizados escolhidos segundo um critério que não impeça a realização de qualquer tipo de projeto.

A produção de componentes com um número relativamente pequeno de valores é mais simples se levarmos em conta sua tolerância.

 

Tolerância

Não podemos fabricar componentes com valores exatos, com a tecnologia atualmente disponível.

Por mais sofisticado que seja o processo de fabricação de um componente, pequenas diferenças ocorrem de unidade para unidade, de modo que num lote temos, na verdade, uma distribuição dos valores em torno daquele que se pretende.

Assim, o que se faz, por exemplo, no caso dos resistores é especificar além do valor que pretendemos para o componente, as eventuais variações que podem ocorrer dentro de uma faixa determinada.

Se um resistor de 1 k (1 000 Ω) tem uma tolerância de 10%, isso significa que num lote destes resistores podemos encontrar unidades com qualquer valor entre 900 e 1 100 Ω, conforme mostra a figura 1.

 

Figura 1 – Distribuição de valores para 1k x 10%
Figura 1 – Distribuição de valores para 1k x 10%

 

Se a tolerância for de 5% ou 2% esta faixa será mais estreita.

Precisando de um resistor que tenha um valor muito próximo de 1k, uma solução frequentemente dotada é de se adquiri um lote deles e escolher dentre eles o que tenha valores mais próximos do desejado, usando para esta finalidade um multímetro preciso.

Os projetos mais críticos podem trabalhar com resistores de uma faixa mais estreita, por exemplo, 1%.

Assim, mesmo com uma variação dentro dos limites previstos, o funcionamento ocorre na maioria dos casos de forma normal.

Isso já é previsto quando se projeta um circuito.

Somente aparelhos muito precisos como instrumentos, exigem componentes com tolerâncias muito pequenas.

Nos instrumentos, por exemplo, a variação de valor de um resistor passará para aquilo que está sendo medido, por isso é que usamos neste tipo de montagem resistores e outros componentes de precisão entre 1% e 2% normalmente, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 - Resistores de 1% e 2% de precisão tem 5 faixas de valores e tolerância
Figura 2 - Resistores de 1% e 2% de precisão tem 5 faixas de valores e tolerância

 

Como no processo de fabricação as dificuldades aumentam quando se necessita de mais precisão, é natural que o custo do componente aumente sendo tanto maior quando menor a tolerância.

 

Faixa de Valores

Se levarmos em conta um valor comum como, por exemplo, 1 000 Ω, e a tolerância de 10% vemos que num lote de resistores poderemos encontrar qualquer valor na faixa de 900 a 1 100 Ω, conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3 – Faixa de valores dos resistores de 1k
Figura 3 – Faixa de valores dos resistores de 1k

 

Assim, não existe motivo para que, fabricando resistores de 1k com 10% de tolerância, precisaremos também fabricar qualquer outro resistor de 900 a 1100 Ω.

Se a tolerância do componente for de 20%, a faixa abrangida é mais ampla, indo de 800 a 1 200 Ω, e do mesmo modo se a tolerância for de 5% a faixa será de 950 a 1 050 Ω.

Para podemos trabalhar com facilidade, o ideal seria planejar os valores dos componentes de modo que eles pudessem cobrir toda a faixa possível, levando em conta a tolerância sem deixar intervalos vazios.

Assim, teríamos uma divisão conforme mostra a figura 4, em que cada valor cobriria uma faixa que se limitasse com a faixa imediatamente superior ou inferior, sem deixar intervalos.

 

   Figura 4 – Obtendo uma faixa contínua de valores
Figura 4 – Obtendo uma faixa contínua de valores

 

A Associação de Industrias Eletrônicas (EIA) estabeleceu então uma sequência de valores que dependem da tolerância e que é usada para praticamente qualquer tipo de componente como, resistores, capacitores, indutores, potenciômetros,etc.

A norma EIA para valores de componentes tem então séries que podem cobrir toda a gama possível de valores, conforme a tolerância.

Assim, para a tolerância de 20% temos a seguinte série que é conhecida por E6, pois pode cobrir uma década com apenas 6 valores.

 


 

 

Desta forma,resistores ou quaisquer componentes com 20% de tolerância têm valores que são obtidos multiplicando-se apenas um dos números desta tabela por valores como: 0,1, 1, 10, 100, etc.

Encontramos então valores como: 2,2 Ω, 1k5, 22k, 330k, 47 Ω, 6,8 M, etc.

A série para 10% de tolerância exige mais valores para cobrir toda a gama de uma década.

Ela nos leva a 12 valores sendo, por esse motivo, chamada de E12, conforme a sequência dada a seguir:

 


 

 

Nesta série encontramos então valores de componentes como 10 Ω, 120 Ω, 1k5, 56k, 820k, 3,9M, etc.

Para 5% de tolerância, precisamos de 24 valores, o que nos leva à série E24, conforme mostrado abaixo.

 


 

 

Valores desta série são então: 1 Ω, 0,12 Ω, 1k5, 43k, 510k, 75 Ω, 1,3M, etc.

As séries de 1% e 2% de tolerância são denominadas E96 e E48.

 

Outros Componentes

Os mesmos valores básicos servem para outros componentes como, por exemplo, capacitores.

Assim, os capacitores de poliéster com 20% de tolerância terão valores como 22 nF, 47nF, 4n7, 330 pF. 1500 nF, etc.

O mesmo é válido para capacitores eletrolíticos.

Indutores, trimpots, potenciômetros também seguem a mesma regra.

Nos equipamentos antigos, quando não se adotava ainda as normas EIA é possível encontrar componentes com valores “estranhos” como resistores de 200k ou 500k, capacitores de 50 µF ou 200 µF e coisas assim.

Nesses casos, na troca ou eventual montagem, podemos usar o valor padronizado atual, na maioria dos casos, sem problemas.

Não precisamos ter 22 milhões de gavetas no nosso gaveteiro de componentes que, mesmo com os valores limitados, todos os projetos funcionam bem.

 

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