Resistor LDR (Fotoresistor)
Hoje estudaremos um componente muito utilizado ao nosso redor, mesmo que não percebamos, trata-se do simples e eficaz LDR (do inglês “light dependent resistor “), ou resistor dependente de luz.
O LDR é um sensor foto-sensível cuja resistência varia conforme a incidência de luz sobre seu corpo.
Este sensor é composto por uma área exposta à luz feita de material semicondutor que varia sua resistência elétrica conforme o nível de incidência de raios luminosos, isto porque todo material semicondutor é sensível á radiação de alguma forma (luminosa ou não, visível ou não).
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No caso do LDR a resistência elétrica aumenta com a diminuição da intensidade luminosa, e diminui com o aumento da intensidade luminosa. A resistência elétrica do LDR sob luz intensa (10 Lux) pode variar entre 1.000 ohms e 10.000 ohms, e sem presença de luz é sempre maior que 200.000 ohms.
Tipos de fotocondutores
Há dois tipos de fotocondutores:
Intrínseco: utiliza um material fotocondutivo que envolve a excitação de portadores de carga da banda de valência para a banda de condução;
Extrínseco: utiliza um material que envolve a excitação de portadores de carga entre uma impureza e a banda de valência e de condução. São mais empregados para
operação no espectro do infravermelho.
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Funcionamento:
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A física por trás do LDR lembra bastante o efeito fotovoltaico. Quando os fótons
(partículas de luz) incidem sobre a superfície do componente, os elétrons presentes
no material semicondutor são liberados. Com isso, sua condutividade aumenta e a
resistência cai.
E como o material possui alta resistência em seu estado normal, sua resistência fica baixa quando incide muito luz nele. Ou seja, se está escuro a resistência é máxima, e se está claro, a resistência é mínima.
Porém a construção físico-química do material semicondutor do LDR não permite que ele seja sensível á uma grande faixa do espectro de ondas eletromagnéticas a faixa mais sensível do LDR é ao redor de 540nm, que fica entre a luz visível verde e a amarela.
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Por ter sua maior sensibilidade na faixa da luz visível verde e amarela, o
LDR é um componente muito utilizado para detectar o amanhecer e o
anoitecer, nos conhecidos interruptores crepusculares ou fotocélulas.
Este tipo de componente é muito utilizado em iluminação pública e também privada (garagens e áreas comuns) em todo o mundo.
Para a representação esquemática deste componente são utilizados os símbolos esquemáticos mostrados abaixo:
Os LDRs comuns tem uma sensibilidade que se aproxima de certo modo a sensibilidade do olho humano no que se refere às diferentes cores, com a diferença que estes podem alcançar um pouco mais a faixa do infra-vermelho.
Com relação à velocidade de operação os LDRs são relativamente lentos em função de outros dispositivos foto-sensíveis não podendo operar em frequências maiores que alguns quilohertz.
Na figura acima, temos a curva característica de um LDR, nela podemos observado que a resistência no escuro é muito alta, da ordem de muitos megΩ, se reduz a algumas dezenas ou centenas de Ω quando ele é iluminado diretamente.
Assim, se ligarmos em série com um LDR uma fonte de energia e um amperímetro, veremos que a corrente circulante pelo circuito dependerá da quantidade de luz que incide no LDR. Quando a luz for intensa a corrente será maior. Ligando um relê ao circuito, pode-se fazer seu controle por meio de um feixe de luz.
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Um circuito para exemplo de utilização deste circuito é mostrado na figura abaixo, clique na mesma para efetuar o download deste circuito.
Abaixo esta disponível a video aula sobre este tema, clique no vídeo para visualizar.