Aparelhos de Medição Elétrica

Aparelhos de Medição Elétrica
1- INTRODUÇÃO
Diversos aparelhos são usados por pessoas comuns e por profissionais especializados. Através
deles pode-se ter com exatidão medidas de quaisquer grandezas.
2- GALVANÔMETRO
O galvanômetro é um aparelho capaz de detectar e medir correntes elétricas de pequena
intensidade e seu funcionamento se dá através do efeito magnético. Na perspectiva eletrodinâmica, o
galvanômetro comporta-se como um resistor.
Representação esquemática
Onde: Rg, é a resistência interna do galvanômetro. Ig: é a intensidade da corrente que atravessa o
galvanômetro.
Para um galvanômetro, a máxima intensidade de corrente que ele pode medir sem danificar-se é
denominada corrente de fundo.
3- AMPERÍMETRO
O amperímetro é um aparelho destinado a medir intensidade de corrente elétrica. No circuito
elétrico ele é conectado em série com o elemento que se quer aferir.
O amperímetro nada mais é do que um galvanômetro sobre o qual associa-se em paralelo um
resistor de resistência RS, muito menor se comparada com a do galvanômetro (RS < < Rg). O resistor RS
é denominado shunt (desvio em inglês). A finalidade do shunt é desviar por ele praticamente toda
corrente que se quer medir.
(
)
Note-se que i é a intensidade de corrente que se que medir e ig é a intensidade de corrente lida no
galvanômetro.
O número (
)
denomina-se fator de multiplicação de shunt.
Observações
a) Quando a resistência do shunt é nula RS = 0, amperímetro terá resistência nula e é chamado de
amperímetro ideal.
b) Quando o amperímetro é dimensionado para efetuar medidas de corrente de pequenas intensidades,
denomina-se miliamperímetro.
c) Um amperímetro, de determinada corrente de fundo de escala, pode funcionar como outro amperímetro
desde que se troque o shunt.
4- VOLTÍMETRO
O voltímetro é um aparelho destinado a medir diferenças de potencial.
O voltímetro nada mais é do que um galvanômetro sobre o qual se associa em série um resistor de
Rm, muito maior quando comparada com a resistência do galvanômetro (Rm > > Rg). O resistor Rm é
denominado de multiplicador.
(
)
Note-se que U é a ddp que se quer medir e Ug é a ddp medida no galvanômetro.
O número (
)
denomina-se fator de multiplicação do multiplicador.
Observações
a) Quando a resistência do multiplicador é infinita (Rm → ∞), o voltímetro terá resistência infinita e é
chamado de voltímetro ideal.
b) O voltímetro deve ser ligado em paralelo no trecho do circuito onde se quer medir a ddp.
5- PONTE WHEATSTONE
Um dos métodos para a medição de resistência elétrica é a utilização da ponte de Wheatstone.
Um gerador alimenta uma associação de resistores dispostos segundo os lados de um losango, juntamente
com galvanômetro, conforme ilustra o esquema a seguir, onde:
R1: resistor de resistência desconhecida;
R2: reostato (resistência variável, mas conhecida);
R3: resistor de resistência conhecida;
R4: resistor de resistência conhecida;
PONTE EM EQUILÍBRIO
Para se determinar R1, faz-se variar o reostato R2 até que o galvanômetro não acuse mais
passagem de corrente elétrica, ou seja: ig = 0.
Nesta condição, diz-se que a ponte está em equilíbrio e tem-se: VC = VD .
Deste modo, pode-se dizer que:
e
.
Aplicando-se a 1a Lei de Ohm nos diversos resistores tem-se:
Com a ponte em equilíbrio, são iguais os produtos das resistências opostas do losango.
Observação
Deve-se tomar muito cuidado em alguns circuitos, pois o esquema da ponte de Wheatstone aparece
camuflado, isto é, não na forma geométrica convencional.
5.1- PONTE DE FIO
Na prática, substitui-se os resistores R3 e R4 por um fio condutor homogêneo, de secção reta
constante, esticado ao longo de uma régua graduada. Um cursor ligado ao galvanômetro pode deslizar
através do fio, mas sempre em contato com ele.
A ponte de fio entra em equilíbrio quando, fixado o valor de R2 (chamada de resistência de
comparação), o galvanômetro com o cursor numa determinada posição acusar ig = 0.
Como L3 e L4 são lidos diretamente na régua, determina-se R1 por esta expressão.