Aparelhos de Medidas Elétricas

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Prof. César Augusto

1. GALVANÔMETRO Denomina-se

galvanômetro

ao

multímetro

(medidor de várias grandezas: corrente, d.d.p., resistores, ...) de alta sensibilidade, tendo seu

funcionamento baseado no efeito magnético da corrente elétrica. De um modo em geral, é um aparelho de zero central (acusa o sentido). Símbolo:

G

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Galvanômetro analógico

Efeito magnético da

de zero central

corrente elétrica Prof. César Augusto

O multímetro, o principal instrumento de teste e reparo de circuitos eletrônicos, consiste basicamente de um galvanômetro,

ligado a uma chave seletora, uma bateria e vários resistores internos,

para

optarmos

pelo

seu

funcionamento

como

amperímetro, ohmímetro ou voltímetro.

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2. AMPERÍMETRO • Aparelho utilizado para medir a intensidade de corrente elétrica que passa por um fio. • O amperímetro deve ser ligado sempre em série, para aferir a corrente que passa por determinada região do circuito. • Para isso o amperímetro deve ter sua resistência interna muito pequena, idealmente, ser nula.

A Prof. César Augusto

 Atenção! Caso

o

amperímetro

ideal seja ligado em paralelo com um resistor, este ficará em curto-circuito, já que a sua resistência é desprezível e

a

d.d.p

nas

suas

extremidades será nula.

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3. VOLTÍMETRO • É o aparelho utilizado para medir o valor da d.d.p. entre dois pontos de um trecho qualquer do circuito. • Desta forma, teremos que ligar o voltímetro em paralelo com o elemento.

• Deve-se construí-lo com uma resistência interna muito elevada (o voltímetro ideal tem resistência infinita).

V Prof. César Augusto

Quando a resistência do voltímetro é muito maior que aquelas existentes no circuito, não haverá desvio de corrente para ele e o chamaremos de ideal. Caso o voltímetro esteja conectado em série com o elemento do circuito, como ele tem uma resistência elevada, não haverá passagem de corrente elétrica e a d.d.p indicada no aparelho será a própria voltagem do gerador.

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4. OHMÍMETRO Podemos resistência

medir

elétrica

de

a um

resistor ligando-o diretamente aos

terminais

de

um

ohmímetro. •

Para realizar a medição, o resistor deve estar isolado, isto é, desconectado do seu circuito elétrico de origem. Prof. César Augusto

5. CIRCUITOS ELÉTRICOS ESPECIAIS (A) PONTE DE WHEATSTONE A ponte consiste em quatro resistências e um

galvanômetro. R1 é um reostato, e sua resistência pode ser ajustada até que a ponte se equilibre; nesse

caso, o galvanômetro não acusa passagem de corrente.

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A ponte de Wheatstone foi inventada por Samuel Hunter Christie em 1833, mas foi Charles

Wheatstone quem ficou famoso com o invento, tendo-o descrito dez anos mais tarde. Esse é um

aparelho elétrico usado como medidor de resistências elétricas.

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Estudo Matemático da Ponte de Wheatstone

G galvanômetro

R1: Reostato (resistência variável) R2; R3: Resistências fixas conhecidas Rx: Resistência desconhecida

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No equilíbrio da ponte, iG = 0  VC = VB

 R2i2 = R1i1  i2 =

Rxi2 = R3i1 

𝑅1 i1 𝑅2

𝑅1 Rx i1 𝑅2

= R3i1

•

UAB = R2i2

•

UBD = Rxi2

•

UAC = R1i1 (= UAB)

•

UCD = R3i1 (= UBD)

RxR1 = R2R3 Prof. César Augusto

(B) PONTE DE FIO A ponte de fio é considerada uma variante da ponte de

Wheatstone, sendo que R2 é fixo, e R1 e R3 são substituídos por apenas um fio resistor homogêneo e de uma secção transversal constante. O valor de Rx pode ser calculado alterando a posição do cursor C

sobre o fio AD, obtendo assim o equilíbrio da ponte.

R xR 1 = R 2 R 3 𝜌𝐿1 Rx 𝐴

=

𝜌𝐿3 R2 𝐴

RxL1 = R2L3 Prof. César Augusto

EXERCÍCIOS 1. A figura a seguir mostra uma ponte de Wheatstone

usada

para

a

medição

da

temperatura de um forno. A resistência RP é uma sonda

de

platina,

cuja

relação

com

a

temperatura T é:

T = 500 + 10RP (Unidades: K, Ω) A resistência Rv pode ser ajustada de 10,0 até 20,0

Ω.

A

razão

entre

as

outras

duas

resistências é R1/R2 = 2,00. Prof. César Augusto

A)

Determinar

a

temperatura

do

forno

se

a

regulagem de sinal zero para o milivoltímetro corresponde a Rv = 15,0 Ω. B) Determinar a maior e a menor temperatura do forno que podem ser registradas por esse sistema. Prof. César Augusto

3)(Cesgranrio) Um voltímetro representado pela letra V e um amperímetro representado pela letra A, ambos ideais,

são

utilizados

para

medir

a

d.d.p.

e

a

intensidade de corrente elétrica de um resistor R. Assinale a opção que indica uma maneira CORRETA de usar esses instrumentos.

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3) (UFRJ) No circuito esquematizado na figura, o voltímetro e o amperímetro são ideais. O amperímetro indica 2,0 A. CALCULE a indicação do

voltímetro.

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