Medidas 2011

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Material de consulta para medidas eltricas

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<ul><li> 1. Disciplina: Eletricidade Professores Thiago Brito e Rejane Gadelha2011Verso 02ndice:Corrente Eltrica 2Tenso Eltrica 4Resistncia 6Lei de Ohm8Circuito Eltrico 10Arquitetura 12</li></ul><p> 2. Aparelhos de medidas eltricasOs aparelhos de medidas eltricas so instrumentos que fornecem uma avaliao da grandeza eltrica,baseando-se em efeitos fsicos causados por essa grandeza. Vrios so os efeitos aplicveis, tais como:foras eletromagnticas, foras eletrostticas, efeito Joule, efeito termoeltrico, efeito da temperaturana resistncia, etc...1.GalvanmetroUm galvanmetro consiste num instrumento de grande sensibilidade que permite a medio e detecode correntes eltricas pouco intensas.O tipo mais comum o conhecido como de bobina mvel: uma bobina de fio muito fino montada emum eixo mvel, e instalada entre os plos de um m fixo. interage com o campo do m, e a bobina gira,movendo um ponteiro, ou agulha, sobre uma escala graduada. Como o movimento do ponteiro pro-porcional corrente eltrica que percorre a bobina, o valor da corrente indicado na escala graduada.Atravs de circuitos apropriados, o galvanmetro pode ler outras grandezas eltricas, como tenso, re-sistncia, potncia, etc.Galvanmetro de bobina mvel - Fio transportando a corrente a ser medida - Mola de retornoO multmetro, o principal instrumento de teste e reparo de circuitos electrnicos, consiste basicamentede um galvanmetro, ligado a uma chave selectora, uma bateria e vrios resistores internos, para optar-mos pelo seu funcionamento como ampermetro, ohmmetro ou voltmetro. Os multmetros com galva-nmetro so chamados de multmetros analgicos, em oposio aos multmetros digitais, que possuemum mostrador de cristal lquido. 3. 2.AmpermetroO ampermetro um instrumento utilizado para fazer a medida da intensidadeda corrente eltrica.Suas caractersticas so:1.Deve ser associado em srie ao trecho em que se quer medir a correnteAmpermetroDesenho Esquemtico do Circuito comRepresentao multifilar do Circuitoampermetrocom ampermetroAnalgicoAmpermetroDigital2.Deve possuir uma resistncia interna muito pequena comparada s do circuito.3. No ampermetro ideal a resistncia interna deve ser nula.O ampermetro analgico nada mais do que um galvanmetro adaptado para medir correntes de fun-do de escala maiores que a sua corrente de fundo de es-cala, do galvanmetro, IGM. Por isso, necessrio desviara sobrecorrente, formando um divisor de corrente com ogalvanmetro em paralelo com uma resistncia denomi-nada shunt (desvio) RS.Ou seja , para que um galvanme-tro seja usado como ampermetro , deve-se reduzir suaresistencia interna, o que obtido associando-se em para-lelo a este galvanmetro uma baixa resistncia.Ampermetros Ampermetros podem medir correntescontnuas ou alternadas. Dependendo da qualidade do aparelho, pode possuir vrias escalas que permi-tem seu ajuste para medidas com a mxima preciso possvel.2A medida da resistencia interna do ampermetro dada por:Onde:Rs a resistncia denominada shunt (desvio) RSRG a resistncia interna do galvanmetro;RIA a resistncia interna do ampermetro. 4. Diagrama eltrico A construo de um diagrama eltrico (o desenho do circuito de componentes) com simbologiada ABNT, ir mostrar ao aluno que existem regras e smbolos, para sua criao, atravs de conveno in-ternacional, que devero ser seguidas para entendimento de todos.Desenho e simbologia adotada pela ABNTResistor Potencimetro Fonte Voltmetro Ampermetro -Exemplo de diagrama do eltrico do circuito 5. ATIVIDADE NO LABORATRIO DE ELETRNICA:1) Calibre sua fonte tenso de acordo com orientaes de sua professora. Anote os procedimentos feiosem todo processo para o seu relatrio:1________________________________________________________________________2_______________________________________________________________3_______________________________________________________________4_______________________________________________________________5_______________________________________________________________2) Monte no protoboard cada circuito, lembre NO ENERGIZE O CIRCUITO enquanto a professora no ve-rifique, o que evitar a possibilidade de curto e preservao dos aparelhos de medidas. Agora desenvolvaas medidas solicitadas em cada resistncia, so fornecidos os seguintes dados: V= _____________ R1= ____________Circuito AComponenteValor Comercial Valor Medido (I)R1V = ______________R1 = _____________R2 = _____________Circuito B:ComponenteValor Comercial Valor Medido (I)R1R23) Compare o comportamento da corrente nos dois circuitos e descreva o que voc observou:________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. 3.VoltmetroO voltmetro um aparelho que realiza medies de tenso eltrica em umcircuito e exibe essas medies, geralmente, por meio de um ponteiro mvelou um mostrador digital,de cristal lquido (LCD) por exemplo. A unidade apre-sentada geralmente o volt.Voltmetro AnalgicoCaractersticas1.O voltmetro associado em paralelo com a o trecho do circuito em que se quer medir a tensoDesenho Esquemtico do Circuito com Representao multifilar do Circuitoampermetro com voltmetro2.Para as medies serem precisas, esperado que o voltmetro tenha uma resistncia muito grandecomparada s do circuito.3.No voltmetro ideal, a resistencia interna infinitaUm galvanometro pode ser modificado para que indique tenso, ou seja funcione como um voltme-tro.para isto necessrio associar em srie ao galvanometro uma elevada resistencia interna cuja fun-o elevar a resistencia minimizando o desvio de corrente.Voltmetros podem medir tenses contnuas ou tensesalternadas, dependendo das qualidades do aparelho. 7. 1) Monte no protoboard cada circuito, lembre de NO ENERGIZAR O CIRCUITO enquanto a professorano verifique, o que evitar a possibilidade de curto e preservao dos aparelhos de medidas. Agora de-senvolva as medidas solicitadas em cada resistncia, so fornecidos os seguintes dados: V = __________;R1 = __________________ e R2 =_______________________Componente Valor Comercial Valor Medido (R)Valor Medido (V)Valor Medido (I)R1R2Componente Valor ComercialValor Medido (R) Valor Medido (V)Valor Medido (I)R1R22) Observe o valor de todas tenses em cada componente, compare nos circuitos e descreva o que vocobservou:________________________________________________________________________________________________________________________________3) O que ocorreu com o valor de corrente em R1 no circuito B e no circuito C. Justifique sua resposta ana-lisando com a sua resposta da questo anterior, caso julgue necessrio troque uma idia com o colegaantes de escrever:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. 4) Monte no protoboard cada circuito, lembre de NO ENERGIZAR O CIRCUITO enquanto a professorano verifique, o que evitar a possibilidade de curto e preservao dos aparelhos de medidas. Agora de-senvolva as medidas solicitadas em cada resistncia, so fornecidos os seguintes dados: V = __________;R3 = __________________ e R4 =_______________________ComponenteValor Medido (V) Valor Medido (I)R3R4ComponenteValor Medido (V)Valor Medido (I)R3R55) A partir das medidas e de suas observaes, responda as questes abaixo:A) Tendo o mesmo valor na fonte compare os valores medidos de tenso nos resistores em cada circuitoe responda: Qual a relao dos valores medidos com os valores de resistores?B) Compare o valor da corrente em cada circuito e qual possui o valor medido maior? Qual a relao comos resistores?6) Utilize os valores medidos, suas observaes e suas respostas das questes anteriores desenvolva umaconcluso sobre as medidas. 9. 1.Observe atentamente o circuito abaixo. Cada crculo representa umaparelho ideal de medida eltrica, ligado corretamente.a) Diga qual aparelho um ampermetro e qual um voltmetro. JUS-TIFIQUE.b) Determine as leituras (valores marcados) pelos aparelhos. 2. No circuito abaixo, a leitura do Voltmetro so 8 V. CALCULE a resis- tncia interna do gerador3. No circuito representado no esquema a seguir, os resistores R1,R2 e R3 tm valores iguais a 12 ohms.De acordo com o esquema, CALCULE qual seria a leitura do ampe-rmetro A, emRESOLUES: 3 questo:1 questo: As resistncias 1 e 2 so iguais e esto em paralelo:a) O crculo menor um voltmetro, ligado em paralelo, e Equivalente = 6 . Somado ao maior um ampermetro, visto que est em srie.3, em srie, total igual a 18 .b) Req = 8 + (20 em paralelo com 30) Req = 20 Como U = R.i temos 36=18.i ou seja, i = 2A .Esta a1 / X = 1/20 + 1 / 30 x = 12 leitura do ampermetroi = V / R = 100 / 20 = 5A.O voltmetro est em paralelo ( mesma voltagem)A leitura do ampermetro 5A.com 1 e 2. Logo, l a voltagemV = R i = 8.5 = 40 Vdeles (Equivalente = 6 ):A leitura do voltmetro 40V.U = Ri = 2.6 = 12 V2 questo:6 em paralelo com 3 do 2, mais dois so 4 no total. Se4 ficam com 8 V, os 2 V que faltam para completar os10 V do gerador correspondem a r = 1 (regra de trs). 10. (1- Ufpe 2007) No circuito a seguir, determine a leitura do ampermetro A, em amperes, considerandoque a bateria fornece 120 V e tem resistncia interna desprezvel.2. (Fatec 2006) No circuito esquematizado a seguir, o ampermetro ideal A indica 400mA.O voltmetro V, tambm ideal, indica, em V,a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 103. (Ufpe 2006) Uma bateria, de fora eletromotriz desconhecida e resistncia interna desprezvel, liga-da ao resistor R e a corrente medida no ampermetro 3,0 A. Se um outro resistor de 10 ohms for coloca-do em srie com R, a corrente passa a ser 2,0 A. Qual o valor de ddp, em volts?4. (Unesp 2006) Um estudante utiliza-se das medidas de um voltmetro V e de um ampermetro A paracalcular a resistncia eltrica de um resistor e a potncia dissipada nele. As medidas de corrente e volta-gem foram realizadas utilizando o circuito da figura. O ampermetro indicou 3 mA e o voltmetro 10 V. Cuidadoso, ele lembrou-se de que o voltmetro no ideal e que preciso considerar o valor da resis- tncia interna do medidor para se calcular o valor da resistncia R. Se a espe-a) o valor da resistncia R obtida pelo estudante.b) a potncia dissipada no resistor.5. (Ufrn 2005) Numa das aulas de laboratrio de Fsica, Zelita pde aprofundar seus conhecimentos prti-cos de eletricidade, em particular aqueles envolvendo a lei de Ohm. Nessa aula, foram disponibilizadospara ela os seguintes componentes eltricos: uma fonte de corrente, uma lmpada de filamento montadaem um soquete, fios eltricos, um ampermetro e um voltmetro. 11. A professora pediu que Zelita determinasse o valor da corrente eltrica que passa pela lmpada e a dife-rena de potencial na lmpada. Para isso, a professora fez uma montagem incompleta de um circuito esolicitou que Zelita conectasse corretamente o ampermetro e o voltmetro, de modo que eles pudessemregistrar a corrente e a diferena de potencial na lmpada. Aps Zelita completar a montagem correta docircuito, ela fez a corrente da fonte variar entre 1,0 A e 4,0 A e registrou, para a corrente (I) e para a cor-respondente diferena de potencial (V) na lmpada, os valores da figura 1 dada tambm a expresso: U = R I, em que R a resistncia eltrica no trecho de circuito que est sub-metido diferena de potencial U e por onde flui a corrente I.Com base no exposto, atenda s solicitaes seguintes.a) Na figura 2, est representada amontagem incompleta que a profes-sora fez do circuito. Complete talmontagem inserindo corretamente oampermetro e o voltmetro. Para isso,represente nessa figura o amperme-tro por A e o voltmetro por V . Justifi-que por que voc os inseriu nos res-pectivos locais que escolheu para tal.b) A partir dos dados da figura 1, traceo grfico U(V) I(A) no sistema carte-siano (figura 3).c) Analise o grfico e explique-o usan-do os conceitos de resistor hmico e no-hmico.6(Pucpr 2005) No circuito esquematizado na figura, o voltmetro e o ampermetro so ideais. O amper-metro indica uma corrente de 2,0 A.Analise as afirmativas seguintes:I. A indicao no voltmetro de 12,0 V.II. No resistor de 2,0 a tenso de 9,0 V.III. A potncia dissipada no resistor de 6,0 W de 6,0 W.Est correta ou esto corretas:a) somente I e IIIb) todasc) somente Id) somente I e IIe) somente II e III7. (Ufrs 2005) Certo instrumento de medida tem um ponteiroP cuja extremidade se move sobre uma escala espelhada EE,graduada de 0,0 a 10,0 mA. Quando se olha obliquamente pa-ra a escala - o que um procedimento incorreto de medida -,o ponteiro visto na posio indicada na figura a seguir, sendoR sua reflexo no espelho. 12. Prof. Luiz Ferraz NettoPara que servem os resistores? leobarretos@uol.com.brNa prtica, os resistores limitam a intensidade de corrente eltrica atravs de determinados compo-nentes. Uma aplicao tpica disso, como exemplo, o resistor associado em srie com um LED, comose ilustra:Nesse circuito, o resistor limita a corrente que passa atravs do LED, permitindo apenas uma intensida-de suficiente para que ele possa acender. Sem esse resistor a intensidade de corrente atravs do LEDiria danific-lo permanentemente. Aps esse captulo voc estar apto para calcular um valor hmicosatisfatrio para tal resistor. Os LEDs sero discutidos, em detalhes, numa outra Sala (15). O "retngulo" com terminais uma representao simblica para osresistores de valores fixos tanto na Europa como no Reino Unido; a re-presentao em "linha quebrada" (zig-zag) usada nas Amricas e Ja-po.Apesar disso, nas ilustraes eletrnicas brasileiras (de revistas etc.) opta-se pelo "retngulo", talvezpor simplicidade do desenho. Nos livros de Fsica publicados no Brasil, em geral, usam-se do "zig-zag" (linha quebrada).Resistores especiais tambm so usados como transdutores em circuitos sensores. Transdutores socomponentes eletrnicos que efetuam converso de energia de uma modalidade para outra onde, u-ma delas, necessariamente energia eltrica.Microfones, interruptores e Resistores Dependentes da Luz ou LDRs, so exemplos de transdutores deentrada.Alto-falantes, lmpadas de filamento, rels, "buzzers" e tambm os LEDs, so exemplos de transduto-res de sada.No caso dos LDRs, mudanas da intensidade da luz que incide em suas superfcies resultam numa alte-rao nos valores hmicos de suas resistncias. um circuito denominado divisor de tensoComo se ver (Teoria III), um transdutor de entrada freqentemente associado a um resistor parafazer . Nesse caso, a tenso recolhida sobre esse divisor de tenso ser um "sinal de tenso" que refle-te as mudanas de iluminao sobre o LDR. 13. Voc pode citar outros exemplos de transdutores de cada tipo?Em outros circuitos, os resistores podem ser usados para dirigir fraes da corrente eltrica para partesparticulares do circuito, assim como podem ser usados para controlar o "ganho de tenso" em amplifica-dores. Resistores tambm so usados em associaes com capacitores no intuito de alterar sua"constante de tempo" (ajuste do tempo de carga ou descarga).A maioria dos circuitos requerem a presena de resistores para seus corretos funcionamento...</p>