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Conversor de unidades de corrente

Converte corrente elétrica entre amperes, miliamperes, microamperes, nanoamperes e picoamperes.

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Fórmula

1A=103mA=106muA=109nA=1012pA1 A = 10³ mA = 10⁶ mu A = 10⁹ nA = 10¹² pA

Como Funciona

Esta calculadora converte entre amperes, miliamperes, microamperes, nanoamperes e picoamperes para engenheiros eletrônicos, desenvolvedores embarcados e projetistas de sistemas de potência. De acordo com o folheto SI (BIPM, redefinição de 2019), o ampere é definido fixando a carga elementar e = 1,602176634 × 10 ^ -19 C exatamente, fazendo 1 A = 1 C/s = 6,241509074 × 10 ^ 18 elétrons por segundo. As faixas de corrente abrangem 15 ordens de magnitude: picoamperes para corrente escura de fotodiodo (1-100 pA), nanoamperes para vazamento de CMOS (1-10 nA por porta a 7 nm), microamperes para MCUs em modo de espera (0,5-10 uA), miliamperes para LEDs (5-20 mA) e amperes para acionamentos de motor (1-100 A). Cálculo da vida útil da bateria: uma bateria de 1000 mAh com corrente de hibernação de 10 uA dura 100.000 horas = 11,4 anos teoricamente.

Exemplo Resolvido

Problema: Um sensor de IoT deve operar 5 anos com uma bateria Li-SOCI2 de 2000 mAh. Calcule o orçamento atual médio máximo, incluindo rajadas de medição de 10 segundos a 15 mA a cada hora.

Solução:

  1. Capacidade total: 2000 mAh = 2 Ah
  2. Vida útil alvo: 5 anos = 43.800 horas
  3. Corrente média máxima: 2000 mAh/43.800 h = 45,7 uA
  4. Consumo de explosão por hora: 15 mA × (10/3600) h = 0,0417 mAh
  5. Corrente de ruptura média: 0,0417 mAh/ 1 h = 41,7 uA
  6. Orçamento do sono: 45,7 - 41,7 = corrente máxima de sono de 4,0 uA
  7. Seleção de componentes: MCU < 1 uA, regulador Iq < 1 uA, RTC < 0,5 uA, sensores < 1 uA - total de 3,5 uA (dentro do orçamento)

Dicas Práticas

  • ✓Fórmula de duração da bateria: horas = Capacidade_mAh/Average_Current_MA. Para modo misto: I_avg = (I_active × t_active + I_sleep × t_sleep)/(t_active + t_sleep). De acordo com o JEDEC, relate a autodescarga separadamente (0,5-3% /mês para íon de lítio)
  • ✓Corrente de LED de acordo com IPC-2221: indicador padrão de 10-20 mA a 2,0 V (vermelho) a 3,3 V (azul/branco). Os LEDs de alta eficiência alcançam o mesmo brilho em 2-5 mA. Potência = I × V_f, então 20 mA × 2 V = 40 mW por LED
  • ✓Limites de MCU GPIO por JEDEC: normalmente 8-25 mA por pino, pacote total de 100-200 mA. Exceder os limites causa queda de tensão (margem lógica reduzida) ou danos permanentes. Use drivers externos para cargas de alta corrente

Erros Comuns

  • ✗Confundindo mA (10^-3 A) com uA (10^-6 A) - eles diferem em 1000x. Um dispositivo que extrai 10 uA tem um consumo de energia 1000 vezes menor do que um que extrai 10 mA. Verifique as unidades de ficha técnica com cuidado
  • ✗Ignorando a corrente de irrupção, que pode estar em estado estacionário de 5 a 10 vezes, um motor de 100 mA pode consumir 500 mA na inicialização, acionando um fusível de 200 mA. Use fusíveis de sopro lento ou circuitos de partida suave
  • ✗A medição de correntes na faixa de Na com DMM padrão - tensão de carga de entrada (200 mV típica) dividida pela resistência DUT cria erro de medição. Use picoamperímetro ou unidade de medição de fonte (SMU) para medições de < 1 uA

Perguntas Frequentes

De acordo com as folhas de dados do fabricante: STM32 = 20 mA/pino (máximo de 120 mA no total), ESP32 = fonte de 12 mA/pino, coletor de 28 mA (máximo de 200 mA no total), AVR = 20 mA/pino (máximo de 200 mA no total). Sempre verifique os limites atuais por pino e total. As especificações IOL e IOH definem a capacidade real.
Para 1 uA - 1 mA: use DMM na faixa uA (tensão de carga de ~ 200 mV). Para < 1 uA: use picoamperímetro ou amplificador de transimpedância (TIA). Método do resistor de derivação: V = I × R, então de 1 uA a 1 Mohm = 1 V (facilmente medido). A SMU B2902A da Keysight mede até 100 fA com resolução de 10 aA.
A corrente quiescente (Iq) é a corrente que um IC extrai sem carga, representando polarização interna e sobrecarga operacional. Por folhas de dados: reguladores LDO 1 uA - 1 mA, conversores DC-DC 5 uA - 500 uA, amplificadores operacionais 0,5 uA - 10 mA. Os LDOs de baixíssima potência (TPS7A02) atingem 25 nA Iq para aplicações de bateria de IoT.
A corrente escura surge de pares de elétron-orifícios gerados termicamente na região de depleção de acordo com a equação do diodo Shockley. Valores típicos a 25 C: PIN de silício 0,1-10 nA, InGaAs 1-100 nA, fotodiodos de avalanche 0,1-1 nA. A corrente escura dobra a cada 8-10 C por relação de Arrhenius, limitando o SNR de detecção de baixa luminosidade.

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