ELETRICIDADE BÁSICA ROTEIRO DA EXPERIÊNCIA 02
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ELETRICIDADE BÁSICA ROTEIRO DA EXPERIÊNCIA 02 AMPERÍMETRO DE CORRENTE CONTÍNUA Objetivos - - Introduzir as noções básicas sobre o amperímetro de C.C. Dar ao aluno o conhecimento adequado para realizar uma medição de corrente. a Permitir a comprovação prática da 1 . Lei de Kirchoff (Lei dos nós). Mostrar as não-idealidades dos instrumentos de medida. Introduzir a noção do “limitador de corrente”. Dar conhecimento ao aluno sobre o erro de inserção em uma medida com o amperímetro de corrente contínua. Introdução Nesta experiência serão realizadas as medidas de corrente em alguns circuitos com a utilização do amperímetro de C.C., disponível no Multímetro Engro 484. O simbolo a ser utilizado para o amperímetro é definido na Fig. 1. Este instrumento, utilizado para medir correntes, deve ser sempre ligado em série com o elemento (ou elementos) no(s) qual(is) se deseja saber a corrente que circula. Idealmente, o amperímetro não deve afetar o circuito a ser medido. No entanto, na prática, ao inserirmos o amperímetro, este afeta o circuito, alterando o circuito equivalente. Isto se deve ao fato de ele apresentar uma resistência interna Ra de valor reduzido, porém não nulo. Assim, o circuito equivalente será modificado com a inserção do amperímetro. O amperímetro com a sua resistência interna é representado na Fig. 2. A A Fig. 1 – Símbolo do amperímetro ideal. Ra Fig. 2 – Símbolo do amperímetro com sua resistência interna associada. Importante : o amperímetro deve sempre ser ligado em série com a malha onde se deseja saber a corrente que circula. OBJETIVO 1 – Comprovação da 1a. Lei de Kirchoff (Lei das Correntes) Com o circuito da Fig. 3, realizar o cálculo e a medição das tensões sobre cada elemento e entre os terminais A e B. A R1 Vf - Fonte de Tensão = 15 V I R1 Vf R2 Rx I Rx I R2 Fonte CC R1 = 10 KΩ ± 5% / 1/8 W R2 = 100 Ω ± 5% / 1/8 W Rx = 1 KΩ ± 5% / 1/8 W B Fig. 3 – Circuito a ser utilizado. 1- CÁLCULOS PRELIMINARES a) Calcular a corrente em cada ramo do circuito e preencher os campos correspondentes na Tab. I b) Calcular a tensão em cada componente do circuito. 2 c) Calcular a potência dissipada em cada resistor ( P = R.I ). Verificar se estes valores não ultrapassam os limites de potência máxima dissipada em cada resistor (1/8 W). d) Determinar a corrente máxima e mínima que será exigida da fonte (If = IR1), independente do resistor Rx que for conectado aos terminais A e B. Verificar os casos extremos : curto-circuito entre A e B (Rx=0) e circuito aberto entre A e B (Rx = ∞) . 1 e) Justificar a razão pela qual pode-se chamar o circuito apresentado na Fig. 3 de limitador de corrente. 2- COMPROVAÇÃO PRÁTICA a) Com os valores obtidos nos cálculos preliminares, utilizar a escala adequada de corrente no multímetro ENGRO 484 para cada uma das medidas. Realizar as medidas separadamente, conforme a Fig.4. Preencher os campos correspondentes da Tabela I. Ri R1 A Ra A Ri A R1 I R1 I R1 Vf R2 I Rx Fonte CC I R2 A I Rx R2 I R2 Fonte CC B Ra A Vf Rx Fonte CC B R1 I R1 Ra A Vf Rx I R2 Ri R2 Rx I Rx B Fig. 4 – Realização das três medidas de corrente separadamente. b) Realizar as três medidas em conjunto, com três multímetros, conforme a Fig. 5 e preencher os campos correspondentes na Tabela I. Ri A Ra R1 A I R1 Ra A Vf I R2 Ra A R2 Fonte CC Rx I Rx B Fig. 5 – Realização simultânea das três medidas de corrente. TABELA I Medidas Valor Teórico s/ Inserção Valor Prático (em Separado) Valor Prático (Simultâneas) IR1 IR2 IRx Obs : Não esquecer de sempre anotar o erro associado a cada medida. OBJETIVO 2 – Verificação do Erro de Inserção do Amperímetro Com o circuito da Fig. 6, realizar o cálculo e a medição das tensões sobre cada elemento. Ri 50 Ω Vf 5V I R1 R1 1.8 K Ω Fig. 6 – Circuito a ser implementado. 1 – CÁLCULOS PRELIMINARES a) Calcule a corrente que circula no circuito e preencha seu valor na Tabela II. 2 – COMPROVAÇÃO PRÁTICA a) Conforme a Fig. 7, realize a medição da corrente e preencha o campo correspondente na Tabela II 2 Ra Ri 50 Ω Vf A I R1 R1 1.8 K Ω 5V Fig. 7 – Medida de corrente a ser realizada. b) Realize uma medida indireta de corrente utilizando o multímetro ENGRO como voltímetro, conforme Fig. 8 e anote os resultados na TABELA II. Ri 50 Ω Vf Medidas Valor Teórico s/ Inserção 5V I R1 R1 1.8 K Ω V Fig. 8 – Medida indireta de corrente. TABELA II Valor Teórico c/ Inserção Valor Teórico c/ Inserção (Medida Indireta) Rv Valor Prático Valor Prático (Med. Indireta) IR1 Obs : Não esquecer de sempre anotar o erro associado a cada medida. 3
