Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Laboratório de Física III Experiência 01 – Relatório Medidas elétricas Realizado dia 01/07/2022 Prof: Alexandre Alunos: Gustavo Dionisio Mesquita dos Santos, Lorraine Benedicto, Pedro Henrique Turma: 01 Curso: Engenharia Química Período: 2022/1 Rio de Janeiro 2022 2 SUMÁRIO OBJETIVO................................................................................................3 INTRODUÇÃO..........................................................................................3 MATERIAL................................................................................................4 METODOLOGIA.......................................................................................4 RESULTADOS..........................................................................................5 CONCLUSÃO...........................................................................................6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………...6 3 1. OBJETIVO O objetivo do experimento é calcular as diferenças de potencial geradas na corrente contínua e na corrente alternada para a plotagem de um gráfico VCCxVCA. 2. INTRODUÇÃO Os instrumentos de medida servem para mensurar grandezas físicas, podendo ser de dois tipos: analógico ou digital. No instrumento analógico, o resultado é mostrado por um ponteiro que deflete sobre uma escala graduada, sendo que a leitura é feita por meio da analogia entre o valor indicado e o valor de fundo de escala selecionado. No instrumento digital, o resultado é mostrado diretamente no display, conforme o valor de fundo de escala selecionado. O instrumento digital apresenta maior precisão que o analógico. Toda medida feita por um instrumento possui um erro associado, o qual deve estar dentro da tolerância estabelecida. Em um instrumento digital, os erros de medição são dados por: erro de leitura (εL) e erro devido à classe (εIC). O erro de leitura é dado em dígitos e indica em quantas unidades o dígito da extremidade direita pode variar. O erro devido à classe é dado em porcentagem da leitura (não da escala) utilizada. Assim, em um instrumento digital , o erro é dado por Δ = εL+εIC. O manual do instrumento disponibiliza os valores do erro de leitura e de classe. O fabricante também indica a resolução, que representa o incremento no último dígito indicado pelo display. Ao inserirmos o multímetro no circuito ocorre um erro na medida definido como erro de inserção, esse erro em voltímetros se deve à impedância interna não infinita, isto é, o voltímetro não é ideal (não é totalmente isolante) e captura um pouco de corrente do circuito, alterando a medição da voltagem. No caso do amperímetro, o erro de inserção ocorre porque a impedância interna é diferente de zero. No instrumento ideal, a impedância seria nula, fazendo com que o amperímetro não provoque quedas de tensão no circuito, visto o mesmo estar em série. Nos instrumentos analógicos, o erro geralmente é fornecido em termos de fundo de escala, ou seja, o valor de corrente que origina a deflexão total do ponteiro levando-o até o fim da escala. Por exemplo, um voltímetro que possui erro de 5% de fundo de escala, utilizado na escala de 1000V, tem um erro igual a 5% de 1000V = ±50V São vários os instrumentos utilizados para medir grandezas elétricas, como por exemplo, o voltímetro, o amperímetro, ohmímetro e multímetro. O voltímetro é o instrumento utilizado para medir a tensão elétrica (ddp) entre dois pontos de um circuito elétrico. Para medir uma tensão, os terminais do voltímetro devem ser ligados aos dois pontos do circuito em que se deseja conhecer a diferença de potencial, isto é, em paralelo. Um voltímetro ideal tem resistência interna infinita (isolante), a fim de não retirar a corrente do circuito. O amperímetro é o instrumento utilizado para medir a corrente elétrica que atravessa um condutor ou dispositivo de um circuito elétrico. O amperímetro ideal é um condutor perfeito, não apresentando resistência interna à passagem de corrente. Para medir uma corrente, o circuito deve ser aberto no trecho desejado, ligando o amperímetro em série, para que a corrente passe por 4 ele. A corrente que passa por um dispositivo pode ser medida antes ou depois dele, já que a corrente que entra num bipolo é a mesma que sai. A resistência elétrica pode ser obtida através da medição da corrente elétrica com um amperímetro e da tensão com um voltímetro, pela fórmula: U=RI, onde: U=tensão (ddp), R=resistência e I é a intensidade da corrente. Ou, alternativamente, a resistência pode ser medida diretamente por um aparelho chamado ohmímetro. Para a medida, os terminais do ohmímetro devem ser ligados em paralelo com o dispositivo ou circuito a ser medido, sem se importar com a polaridade dos terminais do ohmímetro. É necessário desconectar o dispositivo do circuito para a medida de sua resistência, pois se o resistor estiver submetido a qualquer tensão, isso pode acarretar erro de medida. Um multímetro é um aparelho que mede tensão contínua (V), tensão alternada (V), corrente elétrica (A), resistência (ohm), entre outras grandezas físicas. O multímetro, seja analógico ou digital, possui dois terminais nos quais são ligadas as pontas de prova ou pontas de teste. A ponta de prova vermelha deve ser ligada ao terminal positivo do multímetro (vermelho ou marcado com o sinal +) e a ponta de prova preta deve ser ligada ao terminal negativo do multímetro (preto ou marcado com o sinal –). O multímetro possui uma chave rotativa para a seleção da grandeza a ser medida (tensão, corrente ou resistência) com os respectivos valores de fundo de escala. 3. MATERIAL Para a realização do experimento foi necessário: - Fonte de tensão - Conectores - Multímetro digital 4. METODOLOGIA Nesse experimento, dois multímetros digitais foram utilizados a fim de analisar a relação das correntes contínua e alternada nos 10 níveis de voltagem de uma fonte de tensão antiga. Além disso, dois conectores, um preto (polo negativo) e um vermelho (polo positivo), foram cruciais para a realização do estudo. Inicialmente, para análise da corrente contínua, conectou-se os fios vermelho e preto à parte frontal esquerda do gerador de tensão e na parte superior de um multímetro digital, atentando-se aos polos correspondentes, apontando seu indicador inicialmente para a posição off para a proteção da fonte antiga. Depois ajustou-se até análise de corrente contínua na escala de 20 Volts e realizou-se as medições com a fonte do 1 ao 6, posteriormente, ajustou-se para a escala de 200 Volts para a medição dos níveis de tensão restantes, anotando-se os resultados. Analogamente, para análise da Corrente Alternada, conectou vermelho e preto à parte inferior frontal do gerador de tensão e ao multímetro digital, apontando seu indicador para 200 Volts, realizando todas as medições nessa escala e anotando resultados. 5. RESULTADOS Os dados coletados estão na tabela abaixo. Vcc (V) - eixo y Escala (V) 2,70 Escala de 20 5,65 8,64 11,65 14,67 17,68 21,1 Escala de 200 24,2 27,2 30,1 Analogamente, para análise da Corrente Alternada, conectou vermelho e preto à parte inferior frontal do gerador de tensão e ao multímetro ntando seu indicador para análise de corrente alternada na 200 Volts, realizando todas as medições nessa escala e anotando Os dados coletados estão na tabela abaixo. Vca - eixo x Escala( V) Reta de regressão Escala de 20 1,9 Escala de 200 2,5459 4,0 5,5897 6,1 8,6335 8,3 11,8223 10,4 14,8661 12,5 17,9099 Escala de 14,6 20,9537 16,7 23,9975 18,8 27,0413 21,0 30,2301 5 Analogamente, para análise da Corrente Alternada, conectou-se os fios vermelho e preto à parte inferior frontal do gerador detensão e ao multímetro análise de corrente alternada na escala de 200 Volts, realizando todas as medições nessa escala e anotando-se os 6 Com os dados coletados o gráfico acima foi montado, onde os triângulos em azul correspondem à relação VCAxVCC dos valores medidos e os círculos em vermelho correspondem à reta corrigida pelo método de regressão linear. A reta de ajuste possui o coeficiente linear com valor de aproximadamente -0,208019 e coeficiente angular com valor de 1,449432. Ou seja, a equação de ajuste se dá por y = 1,449432*x - 0,208019. A razão VCA/VCC está de acordo com o resultado esperado de re referência √ . O erro de medições está associado ao aparelho utilizado e a escala definida. Neste caso, para medição dos 6 primeiros pontos da corrente contínua o erro é de 0,005. Os 4 pontos posteriores possuem erro de 0,05, assim como os pontos na medição para a corrente alternada. 6. CONCLUSÃO Após a realização dos experimentos, pôde-se elaborar uma análise mais detalhada sobre as diferenças de potencial geradas na corrente contínua e na corrente alternada para a plotagem de um gráfico. Conclui-se, portanto, que o experimento foi realizado corretamente, visto que o coeficiente angular estimado no experimento foi bem próximo do valor teórico. Uma justificativa sobre possíveis erros existentes no procedimento seria a existência de possíveis incertezas contidas nos equipamentos utilizados. Desse modo, é possível afirmar que o experimento atingiu o objetivo estipulado inicialmente. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Tópicos de Medidas Elétricas -Erro de Medição_v2.pdf (ifsc.edu.br) Microsoft PowerPoint - medidasCVR_LabII (ufsm.br) Microsoft Word - Exp_03.doc (professorpetry.com.br) Microsoft Word - Aula_05_Instrumentos_e_Medidas_11_e 12.doc (ifrn.edu.br)
Compartilhar