Aparelhos de medidas electricas, Exercícios de Eletrônica

Baixe Aparelhos de medidas electricas e outras Exercícios em PDF para Eletrônica, somente na Docsity! Aparelhos de medidas elétricas Os aparelhos de medidas elétricas são instrumentos que fornecem uma avaliação da grandeza elétrica, baseando-se em efeitos físicos causados por essa grandeza. Vários são os efeitos aplicáveis, tais como: forças eletromagnéticas, forças eletrostáticas, efeito Joule, efeito termoelétrico, efeito da temperatura na resistência, etc... 1.Galvanómetro Um galvanômetro consiste num instrumento de grande sensibilidade que permite a medição e detecção de correntes elétricas pouco intensas. O tipo mais comum é o conhecido como de bobina móvel: uma bobina de fio muito fino é montada em um eixo móvel, e instalada entre os pólos de um ímã fixo. interage com o campo do ímã, e a bobina gira, movendo um ponteiro, ou agulha, sobre uma escala graduada. Como o movimento do ponteiro é proporcional à corrente elétrica que percorre a bobina, o valor da corrente é indicado na escala graduada. Através de circuitos apropriados, o galvanômetro pode ler outras grandezas elétricas, como tensão, resistência, potência, etc. Galvanômetro de bobina móvel - Fio transportando a corrente a ser medida - Mola de retorno O multímetro, o principal instrumento de teste e reparo de circuitos electrônicos, consiste basicamente de um galvanómetro, ligado a uma chave selectora, uma bateria e vários resistores internos, para optarmos pelo seu funcionamento como amperímetro, ohmímetro ou voltímetro. Os multímetros com galvanômetro são chamados de multímetros analógicos, em oposição aos multímetros digitais, que possuem um mostrador de cristal líquido. 2.Amperímetro O amperímetro é um instrumento utilizado para fazer a medida da intensidade da corrente elétrica.Suas características são: 1.Deve ser associado em série ao trecho em que se quer medir a corrente 2.Deve posuir uma resistênciainterna muito pequena comparada às do circuito. 3. No amperímetro ideal a resistencia interna deve ser nula. O amperímetro analógico nada mais é do que um galvanômetro adaptado para medir correntes de fundo de escala maiores que a sua corrente de fundo de escala, do galvanômetro, IGM. Por isso, é necessário desviar a sobrecorrente, formando um divisor de corrente com o galvanômetro em paralelo com uma resistência denominada shunt (desvio) RS.Ou seja , para que um galvanômetro seja usado como amperímetro , deve-se reduzir sua resistencia interna, o que é obtido associando-se em paralelo a este galvanômetro uma baixa resistência. Amperímetros podem medir correntes contínuas ou alternadas. Dependendo da qualidade do aparelho, pode possuir várias escalas que permitem seu ajuste para medidas com a máxima precisão possível. A medida da resistencia interna do amperímetro é dada por: Onde: Rs é a resistência denominada shunt (desvio) RS RG é a resistência interna do galvanômetro; RIA é a resistência interna do amperímetro. Com a ponte equilibrada: Como UCB = 0 Temos: Dividindo uma equação pela outra temos: Sendo assim podemos concluir que na ponte equilibrada o produto entre os resistores opostos em relação à ponte é igual. Acesse o link e terá um aple que permite determinar o valor de uma resistência desconhecida a partir do equilibrio da Ponte de Wheatstone. http://www.walter-fendt.de/ph14pt/wheatstone_pt.htm EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 1.Observe atentamente o circuito abaixo. Cada círculo representa um aparelho ideal de medida elétrica, ligado corretamente. a) Diga qual aparelho é um amperímetro e qual é um voltímetro. JUSTIFIQUE. b) Determine as leituras (valores marcados) pelos aparelhos. Resolução a) O círculo menor é um voltímetro, ligado em paralelo, e o maior um amperímetro, visto que está em série. b) Req = 8 + (20 em paralelo com 30) ⇒ Req = 20 Ω 1 / X = 1/20 + 1 / 30 ⇒ x = 12 Ω i = U / R = 100 / 20 = 5A. A leitura do amperímetro é 5A. U = R i = 8.5 = 40 V A leitura do voltímetro é 40V. 2. No circuito abaixo, a leitura do Voltímetro são 8 V. CALCULE a resistência interna do gerador Resolução 6 em paralelo com 3 dão 2, mais dois são 4 Ω no total. Se 4 Ω ficam com 8 V, os 2 V que faltam para completar os 10 V do gerador correspondem a r = 1Ω (regra de três). 3. No circuito representado no esquema a seguir, os resistores R1, R2 e R3 têm valores iguais a 12 ohms. De acordo com o esquema, CALCULE qual seria a leitura do amperímetro A, em amperes, e a leitura do voltímetro V, em volts. Resolução As resistências 1 e 2 são iguais e estão em paralelo: Equivalente = 6 Ω. Somado a 3, em série, total igual a 18 Ω. Como U = R.i temos 36=18.i ou seja, i = 2A .Esta é a leitura do amperímetro O voltímetro está em paralelo ( mesma voltagem) com 1 e 2. Logo, lê a voltagem deles (Equivalente = 6 Ω): U = Ri = 2.6 = 12 V c) Analise o gráfico e explique-o usando os conceitos de resistor ôhmico e não-ôhmico. 6. (Puc-rio 2005) Cinco resistores idênticos, de resistência R=100, estão colocados como na figura, ligados por condutores aos pontos A, B, C e D. Uma tensão de 120 V é aplicada nos terminais A e B. a) Calcule a diferença de tensão entre os pontos C e D. b) Calcule a diferença de tensão entre os pontos A e C. Calcule a corrente no resistor que conecta A e C. c) Calcule a corrente total que passa entre A e B 7. (Pucpr 2005) No circuito esquematizado na figura, o voltímetro e o amperímetro são ideais. O amperímetro indica uma corrente de 2,0 A. Analise as afirmativas seguintes: I. A indicação no voltímetro é de 12,0 V. II. No resistor de 2,0 ² a tensão é de 9,0 V. III. A potência dissipada no resistor de 6,0  é de 6,0 W. Está correta ou estão corretas: a) somente I e III b) todas c) somente I d) somente I e II e) somente II e III 8. (Ufrs 2005) Certo instrumento de medida tem um ponteiro P cuja extremidade se move sobre uma escala espelhada EE', graduada de 0,0 a 10,0 mA. Quando se olha obliquamente para a escala - o que é um procedimento incorreto de medida -, o ponteiro é visto na posição indicada na figura a seguir, sendo R sua reflexão no espelho. Se a leitura do instrumento for feita corretamente, seu resultado será a) o valor de 7,5 mA. b) um valor entre 7,5 mA e 8,0 mA. c) o valor de 8,0 mA. d) um valor entre 8,0 mA e 8,5 mA. e) o valor de 8,5 mA. GABARITO 1. A corrente no amperímetro será 1/3 da corrente IE, ou seja IA = 36/3 = 12A 2. D 3. U= 60 volts 4. a) 5 k b) 2 × 10 -2 W 5. a) I - O amperímetro deve ser ligado em série com o ramo do circuito onde está ligada a lâmpada. II - O voltímetro deve ser ligado em paralelo com a lâmpada. b) c) A partir do gráfico, podemos afirmar que, para correntes menores que 2 amperes, a lâmpada apresenta comportamento de um resistor ôhmico, pois a diferença de potencial na mesma varia linearmente com a corrente. Porém, para correntes maiores que 2 amperes, o comportamento da diferença de potencial na lâmpada deixa de ser linear, e esta passa a ter comportamento de um resistor não ôhmico. 6. a) A figura representa uma ponte de Wheatstone em equilíbrio e desta forma a diferença de tensão entre os terminais C e D deve ser nula. b) A ddp entre A e C deve ser a metade daquela entre A e B, na medida em que a ddp entre C e B deve ser a mesma que entre A e C. Assim ambas são metade da ddp entre A e B. Ou seja, a ddp entre A e C é de 60V. Como VAC = R iAC ë iAC = VAC/R = 60/100 = 0,60 A. c) A corrente pelo percurso ACB deve ser de mesma intensidade da do percurso ADB. Portanto a corrente total deve ser 2 × 0,60 = 1,20 A. 7.A 8.D