Amperímetro e Voltímetro - SOL
Propaganda
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, 120em 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. 6
