Definição de um diodo?
Imagine que você está dirigindo por uma cidade movimentada procurando a casa de um amigo na Avenida das Lâmpadas. Você vê a localização dela no mapa, mas as ruas reais têm placas que permitem que o tráfego flua apenas em uma direção, a placa de «mão única».
Um diodo é o sinal de ‘sentido único’ para circuitos elétricos. A corrente só pode se mover através do diodo em uma direção. Cada diodo tem uma extremidade positiva, o ânodo, e uma extremidade negativa, o cátodo. A corrente flui do ânodo para o cátodo, mas não o contrário.
Em vez de fluxo de tráfego, temos fluxo de corrente elétrica, ou seja, energia fluindo de uma fonte, como uma bateria. Em um circuito fechado, essa energia flui por fios e retorna à fonte.
E assim como a seta na placa de rua, o símbolo do diodo tem uma seta para mostrar a direção permitida da corrente.
Seguindo a corrente elétrica
Muito parecido com o uso de um mapa de ruas, os engenheiros elétricos usam um esquema , que são documentos que mostram como os fios e os componentes são conectados. A maioria de nós não pensa em esquemas quando acendemos uma lanterna ou um interruptor de luz em uma casa. Apenas por diversão, vamos projetar uma lanterna.
Uma lanterna tem uma ou mais células (grupos de células são comumente chamados de bateria), um interruptor, alguns fios e uma lâmpada. Quase como está há um século. Vamos desenhar um esquema para esta lanterna.
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Nosso primeiro circuito tem uma bateria, algum fio (as linhas verdes) e uma lâmpada. A corrente (as setas laranja) deixa a bateria na extremidade ‘+’ e flui pelo circuito. Este é um circuito fechado porque há um caminho contínuo da bateria através do fio, através da lâmpada e de volta para a bateria. A corrente flui e a lâmpada se acende. Ótimo!
E se invertermos a bateria no circuito? A corrente flui do positivo como antes. Ainda temos um circuito fechado. A lâmpada ainda acende. Então, onde entra o diodo? Primeiro, conectamos o diodo à bateria e a lâmpada com o diodo apontando na mesma direção do fluxo de corrente para fora da bateria. O diodo atua como um interruptor que pode estar ligado ou desligado. A corrente flui pelo diodo e o circuito é fechado. A lâmpada acende. Sem surpresas.
Como antes, em nosso próximo circuito invertemos a bateria. Desta vez, temos um diodo no caminho atual. A lâmpada não acende! A corrente quer sair da extremidade positiva da bateria, mas não pode passar pelo lado errado do diodo. Este é um circuito aberto. Nenhuma corrente elétrica passa pelo circuito e a lâmpada não acende. Isso pode nos salvar de arruinar nossos circuitos, colocando acidentalmente a bateria errada.
Como funcionam os diodos
Vejamos como funciona um diodo em um circuito prático. Este circuito de diodo é chamado de circuito retificador e é uma etapa na conversão de AC (corrente alternada) em DC (corrente contínua). Esses adaptadores de parede plug-in (às vezes chamados de adaptadores CA) para nossos telefones celulares e outros componentes eletrônicos têm circuitos retificadores neles.
As correntes alternadas vão, na verdade, de direções positivas para negativas. As correntes diretas, entretanto, precisam estar em uma única direção. Para converter AC em DC, você tem que eliminar a direção negativa, que é exatamente para isso que servem os diodos. Em um retificador de meia onda, quando a tensão é positiva, o diodo deixa a corrente elétrica fluir. Quando é negativo, não. Dê uma olhada no diagrama e você verá do que estamos falando.
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A tensão está em uma corrente alternada (acima) e a tensão está em um retificador de meia onda (abaixo), onde os sinais negativos são cortados. Um retificador de ponte de onda completa realmente pega essas partes negativas e as transforma em corrente positiva, exigindo quatro diodos. Os detalhes disso vamos deixar para outra lição.
Alguns tipos diferentes de diodos
Vamos explorar brevemente alguns tipos de diodos.
1. Diodo Zener
Um diodo zener permite que a corrente flua na direção reversa se a tensão atingir um ponto particularmente alto. Eles são úteis em circuitos como referências de tensão e para regulação de tensão e na proteção de alguns dispositivos contra danos.
2. Diodo emissor de luz (LED)
Diodos emissores de luz são aquelas pequenas luzes ‘acesas’ em nossos chaveiros e outros dispositivos. Em um LED, a luz é emitida quando a corrente flui através do diodo. Alguns LEDs emitem luz visível de várias cores, enquanto outros emitem luz infravermelha.
3. Diodo Laser
O diodo laser é como um LED, exceto que a luz é coerente, o que significa que as ondas de luz estão todas na mesma frequência e em fase. Encontramos esses diodos em comunicações de fibra óptica, impressoras a laser, leitores de código de barras, unidades de CD e unidades de DVD.
4. Diodo Schottky
Os diodos Schottky podem ligar e desligar muito rapidamente. Eles são usados em aplicações de radiofrequência e em fontes de alimentação.
Resumo da lição
Vamos revisar o que aprendemos. Um esquema é um desenho que mostra como os fios e os componentes elétricos são conectados. Em um circuito fechado , a corrente elétrica flui da fonte de energia, como uma bateria, através dos fios e componentes e volta para a fonte. Os diodos permitem que a corrente flua em apenas uma direção.
O símbolo esquemático do diodo possui uma seta indicando a direção permitida da corrente. Em um circuito aberto , a corrente não fluirá porque a corrente deseja deixar a extremidade positiva da bateria, mas não pode passar pelo lado errado do diodo.
Um uso comum de diodos é em conversores AC-DC. Uma onda senoidal de voltagem muda de positiva para negativa de um lado para outro. Um diodo pode ser usado para bloquear a parte negativa. Esta é a base para o circuito retificador , que é uma etapa na conversão de AC (corrente alternada) em DC (corrente contínua).
Os tipos de diodos incluem:
- Diodo Zener : permite que a corrente flua na direção oposta quando uma determinada tensão é atingida.
- Diodo emissor de luz (LED) : a luz é emitida quando a corrente flui através do diodo.
- Diodo laser : a luz é coerente, o que significa que as ondas de luz estão todas na mesma frequência e em fase.
- Diodo Schottky : pode ligar e desligar muito rápido.