Amperímetro e Voltímetro - SOL

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
Departamento de Engenharia - Área de Eletricidade
Experimento Prático No3
Eletricidade para Engenharia
INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS
Amperímetro e Voltímetro
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE
Exper.
3
Amperímetro e Voltímetro
Objetivo
Realizar medições de resistência, tensão e corrente elétrica em um circuito resistivo
Familiarizar-se com voltímetros e amperímetros analógicos e digitais
Fundamentação Teórica
Os aparelhos de medição analógicos têm como princípio ativo à utilização de um elemento de bobina
móvel que é sensível à passagem de corrente elétrica. A deflexão do ponteiro indicador é proporcional à
intensidade da corrente que atravessa a bobina móvel. O princípio é válido tanto para amperímetros quanto
para voltímetros, sendo que nestes últimos a leitura de tensão é proporcional à corrente que circula pelo
elemento indicador estando estas grandezas relacionadas pela lei de Ohm (V=R . I )
Os aparelhos digitais têm como elemento sensível um transdutor resistivo de corrente para tensão e
um conversor Analógico-Digital, a fim de se mostrar em um display a grandeza medida.
AMPERÍMETRO
A intensidade de corrente elétrica que flui por um ramo do circuito é medida por um instrumento
denominado amperímetro. Este deve ser ligado em série com o ramo do qual se deseja medir a corrente,
conforme indicado na figura (1). O instrumento deve ter valores de resistência interna baixos, tipicamente da
ordem de [m, a fim de não apresentar oposição à passagem de corrente. Deve-se observar a polaridade das
pontas de prova do amperímetro quando utilizado para medidas em corrente contínua. O sentido de ligação do
aparelho deve coincidir com a polaridade da fonte de tensão. Um instrumento digital mostra valores negativos
se a ligação for feita ao contrário. Um instrumento analógico não deflexiona seu ponteiro indicador.
+
A
-
+ +A
+
+
A
-
A
+
+
-
-
Figura (1)
VOLTÍMETRO
O voltímetro é o instrumento de medição de diferença de potencial. É ligado em paralelo com o
circuito no qual se deseja determinar a tensão, conforme indicado na figura (2).. Este aparelho deve apresentar
resistência interna elevada a fim de impedir a passagem de corrente através de si.
2
V
V
V
+
+
V
-
-
Figura (2)
Material Utilizado
Resistores: 47, 56, 100, 120em potências e tolerâncias variáveis;
Multímetro analógico;
Multímetro digital.;
Wattímetro digital;
Kits desenvolvidos no laboratório;
Fonte de tensão contínua (12V);
Transformador 220 / 12V;
Lupas para a visualização de resistores.
Procedimento Prático
1 – Monte o circuito conforme figura (3) e complete o quadro de cores dos resistores.
A
47
B
R1
12 VAC
56
R2
12 VDC
C
100 
R3
F
D
120 
R4
E
Figura (3)
Resistor
R1
Seqüência de cores
R2
R3
R4
Quadro de core dos resistores.
2 – No circuito da figura (3), utilize multímetro digital e meça os valores das resistências, nos pontos
indicados no Quadro 1.0.
3
RAB
RBC
RCE
RDE
RCDE (Paralelo)
RAF (Reqv)
RDE
RCDE (Paralelo)
RAF (Reqv)
Quadro 1.0
3 – Idem para o multímetro analógico.
RAB
RBC
RCE
Quadro 2.0
4 – Conecte a fonte DC nos pontos A e E e ajuste o multímetro digital para as leituras das tensões DC
indicadas no Quadro 3.0
VAF
VAB
VBC
VCE
VDE
Quadro 3.0
5 – Idem para o multímetro analógico.
VAF
VAB
VBC
VCE
VDE
Quadro 4.0
6 – Ajuste o multímetro digital para leituras de corrente DC, nos pontos indicados no Quadro 5.0.
A
B
C
D
E
D
E
Quadro 5.0
7 – Idem para o multímetro analógico.
A
B
C
Quadro 6.0
8 – Substitua a fonte DC pela fonte AC e repita os itens 5 e 6, ajustando o multímetro digital para indicação
AC. Anote os valores nos Quadros 7.0 e 8.0
VAF
VAB
VBC
VCE
VDE
D
E
Quadro 7.0
A
B
C
Quadro 8.0
9 – Repita as medições dos itens 5 e 6 utilizando o multímetro analógico. Anote os valores nos quadros 9.0 e
10.0
VAF
VAB
VBC
VCE
VDE
Quadro 9.0
A
B
C
D
Quadro 10.0
4
E
10 – É possível preencher os quadros 9.0 e 10.0 com o multímetro analógico em C.A.? Justifique e preencha
se possível.
Questões
1 - Indique no esquema da figura (6) a polaridade correta de cada medidor para que seja mensurável a
grandeza, considerando tecnologia analógica.
A
V
A
V
V
A
Figura (6)
2 - Em que pontos da figura (7) devemos interromper o circuito para medirmos a corrente que passa pelos
resistores :
R1
(a) R1
(b) R2
(c) R3
(d) R4
(e) R3 e R4
A
B
C
E
D
F
R2
R3
H
R4
G
Figura (7)
3 - Explique as vantagens ou desvantagens de se utilizar uma escala muito maior que o valor da grandeza a ser
medida.
4 - Fazer todos os exercícios propostos dos capítulos III, IV e V do livro do Gussow.
5 - Para a figura (6) (acima) suponha os resistores da esquerda para direita com os valores 10, 20 e 30
respectivamente, V = 12V, calcule os valores que serão registrados nos instrumentos amperímetros e
voltímetros propostos .
6 - Qual é a potência total e parcial no circuito da figura 6.
7 - Mantidos os resistores anteriores da figura (6), caso venhamos a dobrar ou reduzir a 1/3 a tensão V, o que
ocorrerá nos dois casos propostos com as leituras realizadas pelos instrumentos?
8 - Caso os resistores anteriores sejam x1000 (x 1K) ou reduzidos a 1/2, o que ocorrerá com as leituras
realizadas pelos instrumentos?
9 - Para o circuito esboçado na figura (7), suponha a tensão V = 10V, R1 = 10, R2 = 20, R3 = 40 e R4 =
80, calcule todos os parâmetros elétricos do circuito (Reqx, V, I, P).
10 - Para o circuito da figura (7), com base na questão 9, o que acontecerá com os parâmetros elétricos caso
dobramos:
a) dobramos a tensão elétrica, mantendo os mesmos valores de resistências elétricas;
5
b) reduzimos a ½ a tensão elétrica, mantendo os mesmos valores de resistências elétricas;
c) mantivemos a tensão elétrica e quadruplicamos os valores das resistências elétricas;
d) mantivemos a tensão elétrica e dividimos por 8 os valores das resistências elétricas;
e) multiplicamos a tensão por 100 e reduzimos as resistências elétricas (1/10).
11 - Faça o levantamento pelo método do código de cores de todos os valores envolvidos no circuito em
questão.
12 - Considerando os valores teóricos referencias ao código de cores, quais são as faixas de corrente e tensão
elétricas mínimas, médias e máximas para os resistores elétricos do experimento em questão.
13 - Compare com o Quadro (1.0) e Quadro (2.0) e código de cores e apresente o erro percentual para os dois
casos.
14 - Simule um circuito e apresente a situação de curto circuito e de circuito aberto. Este circuito deverá
apresentar fonte, chave, fusível carga e cabos / fios condutores.
15 - O instrumento ohmímetro é um instrumento que deve ser ligado me serie ou em paralelo com o circuito?
Explique.
16 - Explique as diferenças fundamentais no instrumento ohmímetro quanto à forma digital e analógica.
17 - Explique elétrica e matematicamente a ligação de um voltímetro digital/analógico a um circuito básico.
18 - Idem para um amperímetro nas mesmas condições.
19 - Idem para um Wattímetro nas mesmas condições propostas anteriormente.
20 - Qual é a diferença fundamental nas leituras em corrente contínua para as leituras em corrente alternada
para instrumentos com voltímetros, amperímetros e wattímetros.
21 - Explique o teste de continuidade nos multímetros analógicos e/ou digital.
22 – Resistores elétricos possuem polaridade? Explique.
23 – Por que ao se medir tensão ou corrente contínuas com multímetros digitais e/ou analógicos nos terminais
dos resistores que supostamente não tem polaridade às leituras são contrária caso se inverta as ligações?
Explique.
24 - Determine o valor da resistência e corrente elétrica, quando submetidos a uma tensão de 5V e uma
potência elétrica de 5W. Determine a antiga e nova resistência elétrica, a nova potência elétrica quando este
for submetida a uma tensão igual ao dobro da aplicada.
25 - Um resistor de fio metálico, quando percorrido por uma corrente de 100mA, dissipa uma potência elétrica
de 5W. Determine a antiga e nova resistência elétrica, a nova potência elétrica quando este for submetida a
uma tensão igual ao dobro da aplicada.
Obs.: Caso seja realizado este relatório deste experimento, consulte substancialmente o assunto medidas
elétricas básicas – ohmímetro, voltímetros, amperímetros, wattímetros nos livros, compêndios, apostilas e/ou
meios informatizados;
Nos experimentos realizados doravante fazemos a identificação pormenorizada dos equipamentos /
instrumentos / fontes / transformadores / fios-cabos.
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