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Instrumentos analógicos de medida directa
Parte 1
Fundamentos teóricos – a lei de Lorentz
A força que actua uma carga em movimento, inserida num campo magnético é:

 
F  q (v  B )
Onde q = valor da carga; v = velocidade da carga: B = intensidade do campo magnético
v
B
F
Q(+)
v
F
Q(-)
B
Parte 1
Fundamentos teóricos – a lei de Lorentz
A força que actua um condutor de comprimento L, com corrente I, imerso num
campo magnético B:

a) Corrente eléctrica: I  n. A.v.q
Onde:
q = carga de cada portador; v = velocidade de deriva;
A = secção do condutor; n = número de portadores por unidade de volume

 I
qv 
nA


I
qv 
N
A
A.L

 

Nqv  I .L  Qv  LI

 
F  q (v  B )


 
 
F  Q (v  B )  F  L ( I  B )
Parte 2
O medidor de d’Arsonval
A deflexão angular de um ponteiro é proporcional à corrente que atravessa o
medidor.
Fmola  k2 .
Fmagn  L.B.I
Fmagn  L.B.I  k1 .I
No equilíbrio:
Fmagn  Fmola  k 2 .  k1 .I
Parte 2
O medidor de d’Arsonval
Símbolo eléctrico e características principais.
+

IFS
Rm
-
Rm
1
S

Vmax I FS
Parte 3
Aplicações do medidor de d’Arsonval
3.1 Amperímetro de corrente contínua
+
-
I
 Demonstrar que a corrente que percorre o md’A é proporcional à que percorre o instrumento.
Parte 3
Aplicações do medidor de d’Arsonval
3.2 Amperímetro de corrente contínua multiescala com shunt de Ayrton
Iescala1
Iescala2
Iescala3
 Determinar para cada caso a constante de proporcionalidade entre Im e Iin.
Parte 3
Aplicações do medidor de d’Arsonval
3.3 Voltímetro de corrente contínua
 Demonstrar que a corrente que percorre o md’A é proporcional à tensão aos
terminais do instrumento
Parte 3
Aplicações do medidor de d’Arsonval
3.4 Voltímetro de corrente contínua multiescala
Rtotal
S
Vmax
V1
V2
V3
 Determinar, para cada escala,
qual a sensibilidade do aparelho.
 Determinar para cada caso a constante de proporcionalidade entre Im e Vin.
Parte 3
Aplicações do medidor de d’Arsonval
3.4 Ohmímetro
I
Rx
 Determinar os valores de Im para R = 0 e R = .
 Como se podem fazer ohmímetros multiescala ?
Parte 4
Efeito de carga em aparelhos de medida directa
4.1 Voltímetros
Valor esperado de VR2?
R: I=2,5 mA
V=2,5V
R1
1K
5
V1
VR2
Qual o valor medido se
RTvolt = 2000W?
R2
1K
V
 Determinar o erro relativo!