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8/11/2019 Pratica 3.docx

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARCENTRO DE CINCIAS

DEPARTAMENTO DE FSICACURSO DE LICENCIATURA EM FSICA

DISCIPLINA: Eletricidade e Magnetismo IPROFESSOR: Calebe

PRTICA 3: VOLTMETRO E AMPERMETROLUCAS SILVEIRA ROCHA

353684

FORTALEZA CE

2014


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OBJETIVOS- 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 aresistncia.

MATERIAL- Fonte de tenso regulvel;- Placa de circuito impresso;- Resistores (RXe tbua com 5 resistores iguais em srie);- Potencimetro (10k)- Multmetro Digital (dois);- Garras jacar (duas);- Cabos (cinco).

FUNDAMENTOSPara medir a voltagem e a corrente de um circuito usado um multmetro, um

aparelho com algumas funes, como voltmetro, funo que mede a voltagem nocircuito ou em parte dele, a funo ampermetro, que mede a corrente eltrica nocircuito, ou em parte dele.

A funo voltmetro a funo que mede a diferena de potencial entre osterminais, o voltmetro deve ser ligado em PARALELO, pois sua resistncia muitoalta, tendendo ao infinito, assim a corrente no escolher o caminho do voltmetro.O

voltmetro utilizado pode medir voltagem contnua, onde no ocorre mudana depolaridade, ou seja, o polo positivo ser sempre positivo e o polo negativo ser sempre opolo negativo, esse tipo de voltagem utilizado em baterias. O voltmetro tambm podemedir voltagem alternada, onde os polos se alteram cerca de sessenta vezes porsegundo, este tipo de voltagem muito utilizado em residncia. Pode ocorrer de ovoltmetro marcar um valor negativo, isto quer dizer que os polos ligados ao voltmetroesto invertidos.

A funo ampermetro funciona para medir a corrente eltrica que passa pelocircuito. O ampermetro deve ser ligado em SRIE, pois sua resistncia muito baixa,o ideal seria que fosse zero, para no diminuir a corrente e poder calcul-la, se oampermetro for ligado em paralelo, a corrente escolher seu caminho e como esteno possui resistncia, entrar em curto-circuito. O ampermetro tambm pode medircorrente alternada ou corrente contnua.

Para medir uma voltagem com o voltmetro deve primeiro escolher a escalautilizada, ou seja, o maior valor que o voltmetro pode medir dada uma posio dachave de seleo. Um voltmetro possui vrias escalas de tenso, cuja escolha deve serfeita em funo da ordem de grandeza da medida a ser realizada, assim como oampermetro.

O divisor de tenso um sistema que tem a propriedade de dividir a voltagem

dos resistores, ele formado por um resistncia fixa e um potencimetro que podealterar sua resistncia, variando assim a voltagem sobre a resistncia fixa.


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MEDIDAS DE TENSO ALTERNADA1.9 Mea as tenses alternadas da bancadas (tomadas da mesa e sadas AC da fonte) eindique em cada caso o valor eficaz, seu valor de pico correspondente e a escalautilizada. Anote os valores na Tabela 3.

Tabela 3. Medidas de tenso alternada.VNOMINAL (V) Escala (V) VEF MEDIDO (V) VPICO (V)

TOMADA DA MESA (1) 220 750 ~1000 220 331,12TOMADA DA MESA (2) 110 200 111,2 157,26SADA DA FONTE (1) 6 20 6,16 8,71SADA DA FONTE (2) 12 20 12,34 17,45

PROCEDIMENTOS 2: Utilizando o AmpermetroESCALAS DO AMPERMETRO

O ampermetro possui vrias escalas de corrente, cuja escolha deve ser feita emfuno da ordem de grandeza da medida a ser realizada.2.1 Anote as escalas do ampermetro da bancada:

200A2mA20mA200mA10

CORRENTE EM FUNO DA TENSO2.2 Monte o circuito de maneira a poder medir a corrente atravs de uma resistor R

ligado fonte de tenso fornecida.

ESCOLHAS DAS ESCALAS NOS MULTMETROS:2.3 No voltmetro escolha uma escala tendo em mente que, segundo a Tabela 4, atenomxima ser de 10V. No Ampermetro escolha uma escala tendo em mente a correntemxima (que deve ser calculada) para uma tenso de 10V e uma resistncia de 330k.2.4 Ajuste a tenso de modo que sobre o resistor de 330k seja aplicada cada uma das

tenses indicadas na Tabela 4. Anote as correntes e as tenses efetivamente aplicadas.Tabela 4. Medidas de corrente versus voltagem.

V (volts) * V (volts) ** I (A) V/I (Ohms)2 2,00 6,1 328k4 4,00 12,3 325k6 6,00 18,5 324k8 8,00 24,7 324k

10 10,00 30,8 325k* Voltagem sugerida.

** Voltagem efetivamente aplicada.CORRENTE EM FUNO DA RESISTNCIA2.5 Mea as resistncias R1, R1+ R2, R1+ R2+ R3, etc; como indicado na Tabela 5.

2.6 Certifique-se de que a tenso da fonte est ajustada em 10V. Verifique com ovoltmetro.


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2.7 Monte o circuito. Anote os resultados na Tabela 5.Tabela 5. Corrente em funo da resistncia.

Resistores RMEDIDO () I (A)R1 333 30,8

R1+ R2 666 16,0

R1+ R2+ R3 995 11,0R1+ R2+ R3 + R4 1326 8,5

R1+ R2+ R3 + R4+ R5 1654 7,0

QUESTIONRIO1- Indique a escalado multmetro que voc utilizaria para medir as seguintes tenses:(a) arranjo de 6 pilhas comuns em srie(b) alimentao do chuveiro eltrico(c) bateria de um automvel

(a) Se cada pilha tem 1,5V ento 6 pilhas possuem 9V, portanto a escala utilizada seriade 20V(b)Um chuveiro eltrico que alimentado por uma tenso 220V, a escala utilizada paramedir a alimentao a escala seria de 750 ~1000V(c) Uma bateria de carro possui 12V, portanto a escala seria de 20V

2- Considere o circuito ao lado onde R1= 100 e R2= R3= 200. Sabendo que a fonteest regulada em 10V, determine a voltagem a que est submetido cada um dos

resistores R1, R2e R3.R2 e R3esto em paralelo, logo a resistncia equivalente ser de 100, calculando acorrente total do sistema, temos que I=V/RT= 10/200 = 0,05A. Como os R1 est emsrie com a resistncia equivalente, ento no h queda de corrente, assim: V1= R1I =(100)x(0,05) = 5V. Como a resistncia equivalente entre R2 e R3 igual a 100, oclculo o mesmo, o que resulta 5V, e como os resistores esto em paralelo a voltagem

em R2 igual voltagem em R3.

3- Calcule qual seria a resistncia necessria do potencimetro usado no procedimento1.7 para se obter uma tenso de 4 V sobre R1.

No resistor R1 temos uma resistncia de 10 k, ento: V1 = R1 x I; I = 0,40 mA,portanto: RTOTAL = R1 + RPOTENCIOMETRO = 10 + RPOTENCIOMETRO. Como precisamossaber a resistncia do potencimetro, vamos descobri-la usando a resistncia total, atenso da fonte e a corrente total. U = RTOTAL x I; 10 = (10 + RPOTENCIOMETRO) x 0,4RPOTENCIOMETRO= 14,77 k.

4-Considere o circuito esquematizado ao lado:


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(a) Desenhe o circuito novamente, mostrando como voc ligaria um ampermetro para

medir a corrente fornecida pela fonte E.

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

5-Em relao ao circuito da questo anterior, calcule a corrente em cada resistor eindique a escala do ampermetro indicada em cada caso.Primeiramente necessrio encontrar a resistncia total equivalente: a resistnciaequivalente entre R1e R2= 1/Req.= 1/R1 + 1/R2= 1/10000 + 1/500 => Req.= 476,19.A resistncia total do sistema igual a 486,19. A corrente total igual a I= V/RT=> I = 10V/486,19 = 0,021A. Como R3 est em srie com E, ento a corrente amesma. R1 e R2 esto sob a voltagem de 10V , ento a corrente em R1 gual a10/10000 = 1mA. Como a IT igual a I1+ I2, ento I2= 0,0210,001 = 20mA.

6-Faa o grfico de V versus I com os resultados da Tabela 3.4.

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30 35

Voltagem

(V)

Corrente (A)

V x I


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7- Faa o grfico de I versus R com os resultados da Tabela 3.5.

CONCLUSOCom esta prtica foi possvel conhecer o funcionamento dos equipamentos

utilizados em um circuito, como o multmetro e suas respectivas funes de voltmetro eampermetro e tambm foi possvel verificar o comportamento da corrente em funo davoltagem e da resistncia. Todos os valores encontrados experimentalmente so muito

prximos dos valores esperados pela teoria.

REFERNCIASLOIOLA DIAS, Nildo. Roteiro de Prticas de Eletricidade e Magnetismo 1

Experimental. 2014;

SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.;FREEDMAN, Roger A. Fsica III:eletromagnetismo. 12. ed. So Paulo, SP: PearsonAddison Wesley, c2008-2009 vol 3.

, acessado no dia 26 de setembro.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000

Corrente(A)

Resistncia ()

I x R

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