Ruído Térmico
Resistores
Os resistores (ou quaisquer condutores que obedeçam à Lei de Ohm) vão apresentar, mesmo sem circulação de corrente vinda de uma fonte externa, uma tensão alternada ligada à agitação térmica das cargas em seu interior, devido à temperatura ambiente.
O valor médio dessa tensão é zero, mas a potência média vai ser diferente de zero. Esse tipo de ruído é chamado de ruído térmico ou ruído Johnson-Nyquist, sobrenomes dos descobridores da sua natureza.
O resistor vai se comportar, em certo sentido, como um transdutor de energia térmica em energia elétrica.
A amplitude desse sinal vai ser totalmente aleatória e pode-se provar que seu espectro contém uma larga faixa de frequências, de frações de Hz a GHz, sendo também chamado de “ruído branco” (white noise), por analogia com o espectro da luz visível.
Embora a potência de ruído seja muito pequena, a dos sinais a serem amplificados também é, daí a necessidade de controlar o ruído de fundo dentro de limites toleráveis.
Uma característica desse tipo de ruído é ter energia constante por Hz.
Isso implica que, ao se medir a energia numa banda entre 10kHz e 20khz (1 oitava, mas largura de 10000Hz) vai se observar um valor muito mais alto (100x) que entre 100Hz e 200Hz (também 1 oitava, mas largura de 100Hz).
Esse tipo de ruído é o responsável pelo “hiss” ou chiado de fundo, ouvido na saída de amplificadores, embora tenha energia em toda a faixa audível.
A expressão da relação entre a potência disponível nos terminais do resistor, a largura de faixa da medição e a temperatura absoluta será [21]:
Onde
