Entendendo Resistores de Filme de Carbono: Básicos, Tipos e Aplicações

Resistores fixos ou variáveis existem desde sua invenção. Frequentemente, funcionam para resistir ao fluxo de corrente em circuitos. Existem vários tipos de resistores feitos de diferentes características.

O texto de hoje focará em resistores de filme de carbono e a informação essencial que você precisa sobre eles.

O que é um Resistor de Filme de Carbono?

Um resistor de filme de carbono, também conhecido como resistor de filme de carbono por decomposição térmica, enquadra-se nos tipos de resistor de valor fixo. Além disso, o filme de carbono é de material resistivo, aumentando a durabilidade do resistor ao restringir níveis de corrente elétrica.

Um resistor de filme de carbono

Fonte: Wikimedia Commons

A Estrutura e Características dos Resistores de Filme de Carbono

Estrutura e construção

• Núcleo/substrato cerâmico
• Terminal (lead)
• Capa de níquel
• Filme de carbono
• Verniz/cobertura protetora

Estrutura de um resistor de filme de carbono

Um resistor de filme de carbono passa por um processo de deposição em sua construção. O processo é o seguinte:

• Um gás hidrocarboneto mantém-se em um suporte cerâmico ou haste cerâmica em alta pressão e alta temperatura. Frequentemente, quando gases (como benzeno ou metano) chegam a 1000°C, máquinas de fabricação os quebram.
• Então, o carbono agora cristalino se deposita em um substrato cerâmico como depósitos.

O produto final é uma estrutura de resistor de carbono com as seguintes partes:

• Núcleo/molde cerâmico – fornece isolamento contra eletricidade ou altas temperaturas,
• Terminal,
• Filme de carbono que restringe fluxo de corrente,
• Capa de níquel, e
• Camada de epóxi/verniz – para proteção.

Outras estruturas que promovem sua funcionalidade incluem:

• Primeiro e mais importante, o comprimento aumentado e largura diminuída aumentam a eficácia dos resistores.
• Quanto a melhor condutividade, há material de cobre como terminais de conexão mantidos entre extremidades metálicas.
• Então, uma forma helicoidal de folhas de carbono fornece uma resistência precisa do resistor. Diminuir ou aumentar o comprimento do caminho helicoidal ajusta o valor de resistência.
• Por fim, o revestimento de carbono garante que o resistor suporte eletricidade sem danificar.

Como a camada de filme de carbono restringe o fluxo de elétrons

A restrição depende da largura da sua camada de filme de carbono. Uma camada fina significa um valor de resistência alto, pois fornece menos espaço para o movimento de elétrons livres. E vice-versa com uma camada grossa.

Características

A lista a seguir denota as características de um resistor de filme de carbono.

• A faixa de valor de resistência é de <1Ω a 10MΩ.
• Ruído máximo (µV/V) é 20, com força eletromotriz de ruído abaixo de 10µV/V.
• Resistência nominal é E-48 e, faixas de resistência de 1 ohm a 10 megaohm
• Alta precisão de 2% a 5%. Você pode ajustar a precisão para construir um resistor de precisão cortando o fio do filme.
• Coeficiente de tensão (%/V) de 0,0005
• Tolerância típica disponível de ±2%, ±5%, ±10%, ±20%
• A temperatura máxima do resistor (°C) é 150
• Coeficiente de temperatura negativo de resistividade
• Potência nominal compreende 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 5W e 10W a 70°C.
• Coeficiente de temperatura (ppm/°C) varia de ±200 a >±1500
• Resistores de filme de carbono têm características de alta frequência. Por essa razão, você pode transformá-los em resistores de alta frequência e ultra-alta frequência.
• Seu método de embalagem envolve a granel ou ensacamento.
• Finalmente, tem carga de pulso estável e pode se adaptar mais rápido a pulsos. Assim, sua aplicação pode servir circuitos de pulso, CC e CA.

Prós e Contras do Resistor de Filme de Carbono

Algumas de suas vantagens estão listadas abaixo:

• Um resistor de filme de carbono produz menos ruído comparado a um resistor de composição de carbono.

Um resistor de composição de carbono

• Em segundo lugar, tem baixa tolerância.
• Tem excelente estabilidade a longo prazo.
• Também tem ampla faixa de operação.
• Então, pode suportar pulsos de alta energia.
• Novamente, é custo-efetivo em termos de fabricação.
• Por fim, todo o corpo do resistor de carbono conduz energia quando você passa corrente por ele.

Desvantagens do filme de carbono são:

• Primeiro, quando comparado a óxido metálico e filmes metálicos, tem faixa de resistência significativamente menor.
• Então, tem alto coeficiente de temperatura negativo de sua resistência. Consequentemente, à medida que há aumento de temperatura, o valor de resistência reduz.

Filme de Carbono Vs Filme Metálico

Resistores de filme metálico e filme de carbono diferem de muitas maneiras. Portanto, dependendo da sua necessidade, você escolherá a melhor opção da discussão abaixo.

Construção

Tecnólogos fabricam resistores de filme de carbono primeiro separando o carbono de um vácuo de alta temperatura. Em seguida, fixam o filme de carbono firmemente em uma superfície de haste de porcelana. Finalmente, usam resina epóxi para revestir a superfície para proteção extra.

Resistores de filme metálico, por outro lado, têm tecnologia de deposição a vácuo de liga. Aqui, há deposição de filmes na superfície de hastes de porcelana (brancas). Depois, fabricantes de resistores de filme de carbono cortam a haste para ajustar os valores de resistência.

Tamanho

Primeiro de tudo, um resistor de filme de carbono tem tamanho maior comparado a um resistor de filme metálico.

Design de ruído

Então, resistores de filme de carbono têm design de ruído ligeiramente maior comparado a resistores de filme metálico. No entanto, você pode usá-los em aplicações de alta frequência e radiofrequência.

Coeficiente de tensão e temperatura

Um coeficiente de tensão é a razão de mudança na resistência do circuito para mudança em sua tensão. Aqui, um resistor de filme metálico tem melhor coeficiente de temperatura e tensão que um resistor de filme de carbono. Mesmo que ambos suportem temperatura massiva, filmes metálicos têm melhores chances em ampla faixa de resistência.

Tolerância

Um é 2% no mínimo. Inversamente, um resistor de filme metálico pode chegar a um nível de intolerância baixa de 0,5%.

Aparência

Ambos resistores têm bandas de cor mas diferem na aparência.

Guia de código de cores

Um resistor de filme de carbono consiste em quatro anéis de cor (5%) que são caqui ou outras cores.

Um resistor de filme de carbono

Por outro lado, resistores de filme metálico têm cinco anéis de cor (1%) azuis.

Um resistor de filme metálico

Fatores para o aumento da resistência do resistor de filme de carbono

Muitas razões podem causar o aumento do valor de resistência de resistores de filme de carbono como segue:

1. Primeiro, uma pasta de carbono de má qualidade equivale a resistência aumentada.
2. Um filme de carbono poroso/refluído

Vários íons móveis como Ca, Na e K degradam o revestimento protetor do resistor, tornando-os ineficientes. Também, um filme defeituoso pode aumentar a resistência.

3. Oxidação

Um processo de oxidação frequentemente começa da superfície do resistor movendo-se para dentro causando aumento no valor de resistência. O dano a longo prazo torna-se acelerado com filme de resistência mais fino, revestimentos com material orgânico (resinas ou plásticos), e condições ambientais.

Desorção e Adsorção de Gás

Se você usar diretamente seu resistor de filme de carbono sob condições ambientais normais, ele adsorverá algum gás. É majoritariamente por causa de um aumento na pressão do ar do vácuo de construção. Em troca, isso aumentará o valor de resistência.

Como você pode aumentar manualmente o valor de Resistência

Aumente o valor raspando a película de tinta na superfície do resistor até expor o filme de carbono. No processo, acompanhe a resistência medindo até atingir o valor desejado.

No máximo, você tem um valor adicionado dentro de 20% do seu valor de resistência original. Garanta que não ultrapasse 20% já que o valor mais alto afetará a estabilidade da resistência do resistor.

Aplicações do Resistor de Filme de Carbono

Aplicações de resistor de filme de carbono estão em dispositivos que podem sobreviver a alta tensão (15kV) e alta temperatura (até 350°C). Exemplos:

• Fontes de alimentação de alta tensão,
• Lasers,
• Desfibriladores médicos,
• Equipamentos hospitalares que precisam de blindagem contra pulsos de alta energia,
• Instalações e manutenção manuais,
• RADAR, e

(radar)

• Raios-X.

Conclusão

Para concluir, devido à eficácia dos resistores de filme de carbono, eles ganharam muitas operações. Por exemplo, você os encontrará em aplicações que envolvem produtos de informação, eletrodomésticos e elétrons. Não só são baratos, mas também têm melhor estabilidade e são altamente confiáveis.

Apesar de ter uma desvantagem no alto coeficiente de temperatura negativo, ainda serve circuitos elétricos muito bem.

Ao encerrar o post de hoje, esperamos que você tenha reunido muito sobre resistores de filme de carbono. No entanto, se ainda tiver uma questão urgente com os resistores, não hesite em nos contatar. Estamos prontos para guiá-lo.