Galvanômetros

Instrumentos Eletrodinâmicos
Galvanômetros
• Um galvanômetro é um dispositivo
eletromecânico no qual se produz um
torque como resultado da interação entre
uma corrente elétrica, que passa pela
bobina do instrumento e o campo
magnético existente no entorno da bobina.
Existem muitos tipos diferentes de
galvanômetros.
Vamos
estudar
o
galvanômetro de d'Arsonval que pertence
ao tipo de bobina móvel e imã permanente
(IPBM).
T = n AI B
1) Uma bobina móvel.
2) Um campo magnético estacionário.
3) Um dispositivo que produz um torque recupera-dor sobre
a bobina.
Galvanômetro
d'Arsonval
4)
Meio
para
relacionar
a
deflexão angular
da bobina com a
grandeza a ser
medida.
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Detalhes construtivos do instrumento d’Arsonval
Detalhes construtivos do instrumento d’Arsonval
Comportamento dinâmico
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• As propriedades mais destacadas deste
instrumento são as seguintes:
Principio físico galvanômetro
1. Baixíssimo consumo de energia.
2. Requer pequena corrente para deflexão a plena
escala (Ifsd).
3. A operação do instrumento está relativamente
livre dos efeitos dos campos magnéticos
parasitas.
4. Escala uniforme.
5. Ampla margem de sensibilidade.
6. Característica dinâmica que permite uma rápida
velocidade de resposta as variações da
corrente, e capacidade de ser criticamente
amortecido.
7. Baixo custo.
• Existem duas origens diferentes das forças
elétricas que atuam sobre uma carga elétrica.
São chamadas: “força eletrostática” e “força
magnética”. Os dois campos vetoriais são: a
intensidade de campo elétrico E [volts/metro], e
a densidade de fluxo magnético, B [weber]. A
força instantânea sobre uma carga pontual de q
Coulomb, que se move com uma velocidade de
v [m/seg.], está relacionada com os dois campos
pela lei:
f = q (E + v x B)
newton
•
• No caso particular de que as cargas elétricas se
movam dentro de um condutor, como na bobina
do galvanômetro, a lei de força pode formular-se
em função da corrente de condução em vez da
carga.
• A amplitude da força total exercida sobre uma
bobina de n voltas é:
Compensação de temperatura
f=inBL
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Amperímetro de CC
Resistor de derivação
• Rm = resistência interna do instrumento (bobina)
• Rs = resistência de derivação ou shunt
• Im = corrente de deflexão a plena escala do instrumento
(Ifsd)
• Is = corrente de derivação
• I = corrente a plena escala do amperímetro incluindo a
corrente de derivação.
• Seja um galvanômetro de 1mA com uma
resistência interna de 100 Ω, se quer utilizar este
instrumento como amperímetro de 0-100 mA.
Determine o valor da resistência de derivação ou
shunt necessária. Rs?
Amperímetro de faixa múltipla
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Amperímetro de Derivação de Ayrton
Voltímetro de CC
• Projete um amperímetro de derivação de Ayrton
para escalas de corrente de 1A, 5A e 10A,
conforme indicado na figura. Utilizando um
galvanômetro d’Arsonval com uma resistência
interna de Rm=50Ω, uma corrente de deflexão a
plena escala de 1mA.
• Im = corrente de deflexão a plena escala
do galvanômetro/instrumento (Ifsd)
• Rm = resistência interna do galvanômetro
• Rs = resistência multiplicadora ou série
• V = tensão a plena escala do voltímetro
(galvanômetro + Rs)
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Voltímetro de faixa múltipla
A Sensibilidade ou Razão ohm/volt
de um Voltímetro
• Um galvanômetro/instrumento d’Arsonval que
apresenta uma resistência interna, Rm = 100Ω e
uma corrente de fundo de escala, Ifsd=1mA,
será utilizado na construção de um voltímetro
CC com escalas de tensão de 0-10 V, 0-50 V, 0250 V y 0-500 V; utilizando o circuito abaxio.
Calcule as resistências multiplicadoras.
Efeito de inserção de carga
• A somatória das resistências relativas a escala
selecionada em um voltímetro multifaixa sempre
é constante, a relação entre esta resistência e a
escala de tensão é conhecida como sensibilidade
S ou relação ohms/volt de um voltímetro. S é
essencialmente o inverso da corrente de deflexão
a plena escala do instrumento básico, isto é:
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• Se deseja medir a tensão a través de um
resistor de 50 kΩ no circuito da figura abaixo. Se
tem dois voltímetros para esta medição: o
voltímetro 1 com Sensibilidade de 1000Ω/V e o
voltímetro 2 com S = 20000Ω/V. Ambos utilizam
a escala de 50V. Calcule: a) A leitura de cada
medidor; b) Os erros absoluto e relativo de
inserção em cada leitura.
Ohmímetro (tipo série)
Ohmímetro (tipo série)
Ohmímetro tipo derivação
•
•
•
•
R1 = resistor limitador de corrente
R2 = resistor de ajuste a zero
E = bateria interna
Rm = resistência interna do galvanômetro
D'Arsonval
• Rx = resistor desconhecido
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Multímetro (VOM)
Deduzir FF
Instrumentos indicadores de corrente alternada
Tipos de instrumentos de CA
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Eletrodinâmico
Mede CA
Instrumentos de ferro móvel
Eletrodinamômetro
Mede CA
Instrumentos
tipo retificador
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Instrumentos
tipo retificador
Instrumentos
tipo retificador
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