O resistor ôhmico na prática
Muita gente aprende a definição em sala de aula e acha que entende o componente. O problema é que a teoria fala de uma linha reta num gráfico e a realidade é bem mais bagunçada. Um resistor ôhmico é aquele que obedece a Lei de Ohm de forma previsível: a corrente que passa por ele é diretamente proporcional à tensão aplicada, e a resistência permanece constante independentemente da voltagem ou da corrente. No papel isso parece simples. Na bancada, não é bem assim. A principal característica de um resistor ôhmico é que seu valor em ohms não varia com a tensão ou com a direção da corrente. Se você aplicar 1 volt e medir 1 miliampere, o valor é 1 kiloohm. Se aplicar 10 volts e medir 10 miliamperes, continua sendo 1 kiloohm. Isso vale para a faixa normal de operação do componente. Fora disso, tudo muda.
o que é um resistor ohmico
Definição técnica direta: um resistor ôhmico é um elemento de circuito cujo comportamento pode ser descrito por V = R x I, onde R é uma constante dentro das especificações do fabricante. A relação entre tensão e corrente é linear. O gráfico V versus I é uma reta que passa pela origem. O coeficiente angular dessa reta é o valor da resistência. Aqui vai uma coisa que os livros não enfatizam o suficiente. O termo "ôhmico" não significa que o resistor é perfeito. Significa apenas que, dentro da faixa especificada, ele se comporta de maneira previsível e linear. Resistores reais têm tolerância, coeficiente térmico, ruído, indutância parasita e capacitância parasita. Todos esses fatores afetam o comportamento, mas em circuitos de baixa frequência e potência moderada eles são desprezíveis na maioria das aplicações comuns.
No meu dia a dia, o que mais causa confusão é a diferença entre resistor ôhmico e comportamento não-ôhmico. Um diodo, por exemplo, não é ôhmico. Sua curva V-I é exponencial. Um filamento de lâmpada incandescente também não é ôhmico porque a resistência varia com a temperatura. Já um resistor de carbono ou defilme metálico, dentro de suas especificações, é basicamente ôhmico. A linha reta existe de verdade. Uma questão prática importante que poucas pessoas consideram é o efeito de autoaquecimento. Quando você aplica tensão num resistor, ele dissipa potência na forma de calor. A potência é P = V² / R ou P = I² x R. Se o resistor aquecer, o valor da resistência muda. Resistores de filme metálico têm coeficiente térmico da ordem de 50 a 100 ppm por grau Celsius. Isso significa que, para cada grau de aumento na temperatura, o valor muda entre 0,005% e 0,01%. Em circuitos de precisão isso é relevante. Em um divisor de tensão comum alimentando um LED, não faz diferença nenhuma.
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Eu tive um problema específico há algum tempo trabalhando com uma fonte de alimentação linear que apresentava deriva de tensão de saída quando a carga variava. A tensão caía mais do que o esperado quando a corrente aumentava. O primeiro suspeito foi o regulador, que parecia funcionar dentro da especificação. Depois de testar vários componentes, descobri que o resistor de realimentação do divisor de tensão estava aquecendo demais. Era um resistor de carbono de 1/4 watt operando perto do limite de potência. O aquecimento alterava o valor da resistência em cerca de 2%, e essa variação era suficiente para causar a deriva observada. A solução foi trocar para um resistor de filme metálico de 1/2 watt, posicionado com espaço de ventilação suficiente para manter a temperatura estável. O problema sumiu. Aprendi que, mesmo num resistor "ôhmico", a potência dissipada importa. Sempre verifique a potência real no circuito, não apenas a potência nominal do componente. Outra nuance importante é a frequência de operação. Resistores reais não são puramente resistivos. Eles têm indutância parasita e capacitância parasita. Para frequências baixas, abaixo de 100 kHz, isso geralmente não importa. Um resistor axial de carbono tem indutância parasita na faixa de alguns nanohenrys. Para um sinal de 1 MHz, a reatância indutiva é desprezível. Mas em circuitos de RF ou de comutação rápida, o comportamento deixa de ser puramente ôhmico. Existem resistores especiais projetados para ter menor indutância parasita, como os resistores de fio não-indutivo ou os SMD de filme metálico.
Também vale mencionar que o termo "resistor ôhmico" é mais comum em contextos educacionais e de especificação técnica básica. No dia a dia da industria eletrônica, as pessoas simplesmente dizem "resistor". O adjetivo "ôhmico" aparece quando é necessário distinguir de componentes que têm comportamento não-linear, como termistores, varistores e diodos. Se alguém pede um resistor ôhmico num projeto, está pedindo explicitamente um componente cuja resistência seja constante e previsível, sem características especiais de variação com temperatura, tensão ou luz. Tipos comuns de resistores ôhmicos incluem os de filme de carbono, filme metálico, fio e filmes grossos. Os de filme metálico são os mais precisos e estáveis, com tolerância de 1% a 0,1%. Os de carbono são mais baratos e têm tolerância típica de 5%. Ambos são ôhmicos dentro de suas faixas de operação. Resistores de fio são usados para aplicações de alta potência e também se comportam de forma ôhmica, embora tenham indutância parasita mais elevada devido à construção em espiral.
Umaarmadilha comum é assumir que todos os resistores são iguais. Eles não são. A escolha do tipo certo afeta ruído, estabilidade térmica, precisão e custo. Resistores de carbono geram mais ruído térmico e ruído de corrente do que os de filme metálico. Em circuitos de entrada de amplificadores, isso pode ser problemático. Se você está trabalhando com sinais pequenos, use filme metálico. Se está limitando corrente num LED, qualquer um serve. Para medir se um resistor é ôhmico na prática, o procedimento mais direto é aplicar tensões diferentes e verificar se a relação V/I permanece constante. Use uma fonte ajustável, meça a corrente com um multímetro em série e calcule a resistência em cada ponto. Se os valores calculados forem próximos o suficiente dentro da tolerância do resistor e da precisão dos instrumentos, o componente se comporta de forma ôhmica. Uma queda de resistência de 1% entre 1 volt e 10 volt é aceitável para a maioria das aplicações. Uma queda de 10% indica que o resistor está superaquecendo ou que não é adequado para a tensão aplicada.
Resistores também têm uma característica chamada tensão máxima de trabalho. Exceder essa tensão pode causar arco interno, degradação do material resistivo e mudança permanente no valor. É um erro comum em projetos de alta tensão usar resistores de baixo rating de tensão apenas porque o valor em ohms e a potência estão corretos. Verifique sempre a especificação completa do fabricante. Em resumo, um resistor ôhmico é um componente que mantém sua resistência constante sob variação de tensão e corrente, dentro das condições especificadas pelo fabricante. Ele obedece a Lei de Ohm de forma previsível. Na prática, existem limitações térmicas, de frequência e de potência que podem fazer com que o comportamento se afaste da idealidade. Conhecer essas limitações é o que separa um projeto que funciona de um que falha de maneiras inexplicáveis.
