Eletrônica

A eletrônica é a ciência que estuda a forma de controlar a energia elétrica por meios elétricos nos quais os elétrons têm papel fundamental.

Divide-se em Analógica e Digital porque suas coordenadas de trabalho optam por obedecer estas duas formas de apresentação dos sinais elétricos a serem tratados.

Numa definição mais abrangente, podemos dizer que a Eletrônica é o ramo da ciência que estuda o uso de circuitos formados por componentes elétricos e eletrônicos, com o objetivo principal de representar, armazenar, transmitir ou processar informações além do controle de processos e servo mecanismos. Sob esta ótica, também se pode afirmar que os circuitos internos dos computadores (que armazenam e processam informações), os sistemas de telecomunicações (que transmitem informações), os diversos tipos de sensores e transdutores (que representam grandezas físicas – informações – sob forma de sinais elétricos) estão, todos, dentro da área de interesse da Eletrônica.

Complementar à definição acima, a Eletrotécnica é o ramo da ciência que estuda uso de circuitos formados por componentes elétricos e eletrônicos, com o objetivo principal de transformar, transmitir, processar e armazenar energia, utilizando a eletrônica de potência. Sob esta definição, as usinas hidrelétricas, termoelétricas e eólicas (que geram energia elétrica), as linhas de transmissão (que transmitem energia), os transformadores, retificadores e inversores (que processam energia) e as baterias (que armazenam energia) estão, todos, dentro da área de interesse da Eletrotécnica.

Entre os mais diversos ramos que a abrangem, estuda a transmissão da corrente elétrica no vácuo e nos semicondutores. Também é considerada um ramo da Eletricidade que, por sua vez, é um ramo da Física onde se estudam os fenômenos das cargas elétricas elementares, as propriedades e comportamento, do Elétron, Fótons, partículas elementares, ondas eletromagnéticas, etc.

Eletrônica Digital

Na eletrônica digital este controle se faz digitalizando o sinal de controle no seu estágio de geração para evitar as variações térmicas ou de envelhecimento a que todo material está sujeito(desde o sensor até o relê final de um sistema analógico); no mais, o sinal digitalizado pode ter a forma de uma corrente pulsante cuja frequência de pulsação represente fielmente o sinal “variação de resistência por efeito da temperatura”. O efeito da variação de parâmetros (e aumento do erro de medição) por termo-agitação e envelhecimento é cumulativo nos sistemas analógicos pois as variações de parâmetros devidas ao aumento da temperatura no forno (a medir) são produzidas pelo mesmo processo interno atômico que origina a “deriva”, “agitação indesejável” “movimento eletrônico caótico” e se tornam parte das variações espúria que mascaram a medição, e ainda mais serão amplificadas por componentes que têm sua própria agitação térmica que se tornam cumulativos. Exemplo de alguns osciloscópios de laboratório que devem permanecer ligados por longos períodos de tempo antes de realizar medições com eles, mesmo assim, antes de fazer as medições deverão ser aferidos para rever qual é o valor ou se não mostram sinais de derivas.(o mais normal é que apresentem variações de posicionamento na vertical do traço horizontal com níveis de entrada “zero”).

Atuação: Quando se tem qualquer tipo de dispositivo onde haja a atuação de um determinado fenômeno físico em correlação com outro, interagindo, modificando, medindo, aí está a eletrônica. Um exemplo seria a conversão de onda sonora para onda eletromagnética, da emissão eletromagnética através do espaço físico, para em seguida a captação desta, sua recepção e reconversão para onda eletromagnética, assim novamente para onda sonora. Sem a eletrônica, isto seria impossível de se conseguir, pois o ato de se transmitir uma onda de radiofrequência e sua posterior recepção necessita de dispositivos eletrônicos que transformarão as manifestações físicas de um determinado tipo de energia que será convertido em outro. Por exemplo: onda sonora em onda elétrica, onda luminosa para onda sonora e vice versa.

Dispositivos: Os dispositivos eletrônicos são combinações onde se usa o circuito básico repetitivamente e seus componentes que, uma vez agrupados de forma organizada formam blocos. Estes interligados formam circuitos mais complexos, e assim sucessivamente fazem funcionar os mais diversos equipamentos.

Circuito hipotético representando diversos componentes em montagem repetitiva - Imagem: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:IntegratedCircuit.JPG

O funcionamento básico de qualquer circuito eletrônico baseia-se no controle de tensão e intensidade de corrente elétrica, podendo ser moldadas de forma a que o projetista possa tirar proveito desses parâmetros e configurá-los em oscilação, amplificação, etc, até chegar ao resultado final quando, por exemplo, através de um feixe de luz, ou feixe de Laser numa fibra óptica conseguimos nos comunicar com velocidades cada vez maiores e quantidades de informação imensas a milhares de km de distância e, tudo isso, em segundos, milissegundos.

Unidades do Sistema Internacional para medidas eletrônicas:

São as seguintes as unidades do Sistema Internacional de Unidades:

V = volt = medida de tensão elétrica ou diferença de potencial

A = ampère = medida de corrente elétrica

C = coulomb = medida de carga elétrica

s = segundo = medida de tempo

Ω = ohm = medida de resistência elétrica

S = siemens = medida de condutividade elétrica

J = joule = medida de Trabalho

W = watt = medida de potência

Hz = hertz = medida de frequência

F = farad = medida de capacitância

Wb = Weber = medida de fluxo magnético

H = henry = medida de indutância

As unidades abaixo ainda são utilizadas, embora não façam parte do Sistema Internacional

hp = horse power (cavalo de força) = medida de potência Obs: 1 hp = 746 W

cv = cavalo vapor = medida de potência. Obs: 1 cv = 736 W

Dispositivos e equipamentos

Os equipamentos e circuitos eletrônicos moldam, configuram e mensuram grandezas físicas de diversas naturezas. Algumas são variáveis, outra fixas, exemplo disso são as variáveis elétricas que transportam informação, os sinais.

Para o transporte de informação, foi necessário a codificação de uma linguagem.Um exemplo é a extinta telegrafia que era usada para enviar informações através do código morse, onde sinais intermitentes transportam informação codificada de tal forma, que decodificada forma letras e palavras. Estas, interpretadas nada mais são do que informação, logo podemos definir que codificação é a informação introduzida num determinado sinal. E decodificação é a extração desta informação deste mesmo sinal.

Podemos definir três grupos distintos de sinais em eletrônica: Sinal analógico, é todo aquele que varia continuamente em função do tempo, ou seja: pode ser representado por uma função matemática contínua.

  • Um velocímetro analógico.
  • Um termômetro analógico.
  • Uma balança analógica.
  • Um voltímetro analógico.

São exemplos de sinais lidos de forma direta sem passar por qualquer codificação, decodificação complexa. As variáveis são observadas diretamente. O instrumento analógico consiste num painel com uma escala e um ponteiro que desliza de forma a se verificar a posição deste sobre aquela, um galvanômetro, ou o ecrã de um osciloscópio.

Sinais e medidas analógicas e digitais

Sinal periódico consiste de “pacotes” de informação que são levados de forma direta, as ondas de rádio por exemplo, onde a codificação e decodificação é executada de forma direta, um exemplo é a Amplitude Modulada, onde temos uma onda portadora de freqüência fixa modulada em amplitude variável, a decodificação na recepção se dá de forma direta por supressão da portadora, retificação em meia onda do sinal resultante, e amplificação do resultado de forma a termos um sinal em forma de música, por exemplo.

Sinal digital é formado por códigos de linguagem matemática, um exemplo disto é a linguagem binária, ou sistema binário, (álgebra booleana), onde se usa um código binário de transporte de informação, a leitura é indireta, depende de sistemas de interpretação e leitura, pois esta não é direta, é digitalizada, é formada por componentes que digitalizam a informação, isto é, convertem o sistema decimal para sistema binário, ou para o sistema hexadecimal e vice-versa, digitalizar é manipular, converter a informação processá-la e reconvertê-la de forma que seja entendida.

Fonte: internet e outros

2011 01 27