UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR

CINCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA

Relatrio de Fsica Experimental

Prtica

11:Voltmetro e AmpermetroAluno: Jakson Santana da Silva

Professor: RodrigoMat.: 352360

Turma: 20

FORTALEZA-CE

DEZEMBRO-2013

NDICE

Objetivos ......................................................................... 3 Material ........................................................................... 3 Introduo terica .............................................................4 Procedimento ...................................................................5 Questionrio ....................................................................11 Concluso ........................................................................15 Bibliografia .....................................................................15OBJETIVOS Conhecer e utilizar as funes voltmetro e ampermetro de um multmetro digital;

Montar e verificar como funciona um divisor de tenso;

Estudar como se modifica a corrente em um circuito quando varia a voltagem ou a resistncia.

MATERIAL Fonte de Tenso Regulvel;

Placa de circuito impresso;

Resistores (Rx e tbua com 5 resistores iguais em srie);

Potencimetro (10 k);

Multmetro Digital (dois);

Garras de jacar (duas);

Cabos (cinco).

INTRODUO TERICAO voltmetro e o ampermetro so dois aparelhos de medidas eltricas, que podem ser usados tambm como controladores ou alarme de mnimo ou mximo valor.

O voltmetro serve para medir a diferena de potencial entre dois pontos, e colocado em paralelo com o elemento do circuito da corrente eltrica que se deseja medir. Enquanto o ampermetro serve para medir a intensidade de corrente eltrica que passa por um fio, e disposto em srie com o elemento de circuito da corrente eltrica que se deseja medir.

Existem inmeros benefcios que justificam o uso destes aparelhos, entre eles esto: Alta preciso, durabilidade e confiabilidade; Baixo custo; Baixo consumo de energia eltrica e dissipao de calor, entre outros.

Na verdade, voltmetros no so mais que ampermetros com alta resistncia interna, tal que seus projetos, com sua alta resistncia interna, coloquem o mnimo de alterao no circuito que est monitorando.

Um ampermetro ideal caracteriza-se pela capacidade de medir a corrente sem incorrer em qualquer queda de tenso entre os seus dois terminais, e um voltmetro ideal procede medio da tenso sem absorver qualquer corrente eltrica.Um exemplo de um voltmetro e ampermetro num circuito:

PROCEDIMENTO

PROCEDIMENTO 1: Utilizando o Voltmetro.

ESCALAS DO VOLTMETRO

Chama-se ESCALA ou FUNDO DE ESCALA o maior valor da tenso que o voltmetro pode medir para uma dada escolha da chave seletora. Um voltmetro possui vrias escalas de tenso, cuja escolha deve ser feita em funo da ordem de grandeza da medida a ser realizada.

1. Anote as escalas DC do voltmetro de sua bancada.

200Mv

2V

20V

200V

750V ~ 1000V

MEDIDAS DE TENSO CONTNUA

2. Ajuste a fonte de tenso em 10V. Escolha uma escala apropriada no Voltmetro e verifique com o mesmo se a sada da fonte est regulada exatamente em 10V; ajuste se necessrio.

3. Faa as conexes como indicado na Figura 11.4. da pgina 88. A tenso da fonte ser subdividida proporcionalmente aos valores das resistncias.

4. Mea as tenses entre os pontos do circuito. Anote o valor medido e a escala utilizada do Voltmetro.Tabela 1. Medidas de Tenso.

V01V02V03V04V05

Valor Medido1,63V5,16V6,79V10,36V11,98V

Escala Utilizada20V20V20V20V20V

V15V12V23V34V45

Valor Medido10,36V3,53V1,63V3,56V1,63V

Escala Utilizada20V20V20V20V20V

5. Verifique se V05 = V01 + V12 + V23 + V34 + V45.

11,98V = 1,63V + 3,53V + 1,63V + 3,56V + 1,63V

11,98V = 11,98V

DIVISOR DE TENSO

O circuito verificado anteriormente denominado divisor de tenso, pois tem a propriedade de dividir a tenso da fonte E, em tenses proporcionais a R1, R2, R3, etc. A seguir montaremos um divisor de tenso formado com uma resistncia fixa (RX) e um potencimetro; assim, variando a resistncia do potencimetro podemos regular a tenso sobre o resistor RX.

6. Mea com um ohmmetro a resistncia do resistor RX = 9,81 k.7. Fixe a tenso da fonte em 10 V (verifique com o Voltmetro).8. Monte o circuito da Figura 11.5 com o resistor RX fornecido e o potencimetro de 10 k.

9. Ajuste o potencimetro de modo a obter uma tenso sobre o resistor RX como indicado na Tabela 2. Mea ento a tenso sobre o potencimetro, VAB.Tabela 2. Valores de Tenso para o Procedimento 7.

VRX (V)9754

VAB(V)0,92V2,95V5,00V6,00V

MEDIDAS DE TENSO ALTERNADA

Quando ajustamos o multmetro para medir tenso alternada, a tenso medida a tenso eficaz, simbolizada por VEF ou (VRMS). O valor da tenso eficaz de uma senide pura dado por VEF = VP / 2 , onde VP o valor mximo ou valor de pico da tenso senoidal. A tenso eficaz tem o seguinte significado: o valor de tenso constante que aplicado a um mesmo resistor que a tenso senoidal em questo. Produziria a mesma dissipao de potncia.

10. Mea as tenses alternadas da bancada (tomadas da mesa e sadas AC da fonte) e indique em cada caso o valor eficaz, seu valor de pico correspondente e a escala utilizada. Anote os valores medidos na Tabela 3.

Tabela 3. Medidas de Tenso Alternada.

VNOMINAL (V)Escala (V)VEFMEDIDO (V)VPICO (V)

TOMADA DA MESA(1)220V750V215V304,05V

SADA DA FONTE (1)6V20V6,05V8,55V

SADA DA FONTE (2)12V20V12,10V17,11V

PROCEDIMENTO 2: Utilizando o Ampermetro

ESCALAS DO AMPERMETRO

O ampermetro possui vrias escalas de corrente, cuja escolha deve ser feita em funo da ordem de grandeza da medida a ser realizada.

1. Anote as escalas do ampermetro da bancada.

200uA

2mA

20mA

200mA

10

CORRENTE EM FUNO DA TENSO

2. Monte o circuito da Figura 11.6, de maneira a poder medir a corrente atravs de um resistor R ligado fonte de tenso fornecida.ESCOLHA DAS ESCALAS NOS MULTMETRO:3. No voltmetro escolha uma escala tendo em mente que, segundo a tenso mxima ser de 10 V. No ampermetro escolha tendo em mente a corrente mxima (que voc deve calcular) para uma tenso 10 V e uma resistncia de 330 k.

4. Ajuste a tenso na fonte de modo que sobre o resistor de 330 k seja aplicada cada uma das tenses indicadas na tabela 4. Anote as correntes correspondentes e as tenses efetivamente aplicadas.

Tabela 4. Medidas de Corrente Versus Voltagem.

V (volts)I (uA)V / I (ohms)

25,9uA0,339 . 106

411,8uA0,339 . 106

617,8uA0.337 . 106

823,8uA0,336 . 106

1029,8uA0,336 . 106

CORRENTE EM FUNO DA RESISTNCIA5. Mea as resistncias: R1, R1+R2, R1+R2+R3, etc; como indicado na tabela 5.

6. Certifique-se de que a tenso da fonte esta ajustada em 10 V. Verifique com o voltmetro.7. Monte o circuito da Figura 11.7.Anote os resultados na Tabela5.

Tabela 5. Corrente em Funo da Resistncia.ResistoresI (uA)RMEDIDO (k)

R130,2uA331,12

R1 + R215uA666,67

R1 + R2 + R310uA1000

R1 + R2 + R3 + R47,5uA133,33

R1 + R2 + R3 + R4 + R55,95uA1680,67

QUESTIONRIO

1. Indique a escala do multmetro que voc utilizaria para medir as seguintes tenses:a) Arranjo de 6 pilhas comuns em srie: 20V (DC).b) Alimentao do chuveiro eltrico: 750V ~ 1000V (AC).

c) Bateria de um automvel: 20V (DC).

2. Considere o circuito abaixo onde R1 = 100 e R2 = R3 = 200 . Sabendo que a fonte est regulada em 10V, determine a voltagem a que est submetido casa um dos resistores R1, R2 e R3.

Req = (R1) + (R2 . R3 / R2 + R3)

Req = 100 + (200 . 200 / 200 + 200)

Req = 200

U = R . i

i = 10 / 200 i = 0,05A

UR1 = 100 . 0,05 UR1 = 5V

UR2 = UR3 = 200 . 0,025 UR2 = UR3 = 5V

3. Calcule qual seria a resistncia necessria do potencimetro usado no procedimento 1.7. para se obter uma tenso de 4V sobre R1.

Rx = 9,79 ki = 10 / (RPOT + RX) i = 10 / RPOT + 9,79 . 1034 = Rx . i 4 = (9,79 . 103) . (10 / RPOT + 9,79 . 103)

RPOT = 15,435 k

4. Considere o circuito esquematizado abaixo.a) Desenhe o circuito novamente, mostrando como voc ligaria um ampermetro para medir a corrente fornecida pela fonte E.

b) Faa um outro desenho mostrando como medir a corrente em R1.

c) Faa um outro desenho mostrando como medir a corrente em R3.

5. Em relao ao circuito da questo anterior, calcule a corrente em cada resistor e indique a escala do ampermetro indicada em cada caso.

Req = (R1 . R2) / (R1 + R2) + R3 Req = (104 . 500) / (104 + 500) + 10 Req = 486,19

iR3 = 10 / 486,19 i = 0,02A

UR3 = 10 . 0,02 UR3 = 0,2V

UR1 = UR2 = 10 0,2 UR1 = UR2 = 9,8V

iR1 = 9,8 / 104 iR1 = 0,98mA

iR2 = 9,8 / 500 iR2 = 19,6mA

6. Faa o grfico V versus i com os resultados da Tabela 4.

7. Faa o grfico de i versus R com os resultados da Tabela 5.

CONCLUSOMesmo com pequenos erros quanto medio de valores obtidos, esta prtica trs resultados positivos, pois foi possvel a observao e o entendimento sobre a forma de como funcionam os aparelhos usados para medir corrente eltrica (ampermetro) e voltagem (voltmetro) at mesmo dentro de nossas casas. Sendo assim possvel observar mais uma vez a presena da fsica em momentos em que no se imaginaria que seria preciso estudos, experincias, e anlises, como por exemplo quando compramos um aparelho domstico com voltagem apropriada, (aparelhos direcionados para as tomadas com 220V, por exemplo).

Os erros nos valores podem ser justificados por alguma falha no manuseio dos alunos ou pela impreciso de alguma anlise de dado fornecido.

BIBLIOGRAFIA

Roteiro de aulas prticas de fsica, Prof, Dr. Nildo Loiola Dias, 2013;

http://www.colegioweb.com.br/fisica/amperimetro-e-voltimetro.html, com acesso em 01/12/2013;

http://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro/, com acesso em 01/12/2013;

2

_1447505856.xlsGrf1

3.9

11.8

17.8

23.8

29.8

Colunas1

Grfico V versus i

Plan1

Colunas1

23.9

411.8

617.8

823.8

1029.8

Para redimensionar o intervalo de dados do grfico, arraste o canto inferior direito do intervalo.