Prévia do material em texto
Diretoria de Ciências Exatas Laboratório de Física Roteiro 01 Sistemas Elétricos (2019/02) Instrumentos de Medidas Elétricas - Multímetro UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 2 1. Objetivo Fazer com que o aluno conheça e manuseie devidamente o multímetro. 2. Material Necessário • Dois multímetros digitais • Uma fonte de tensão contínua ajustável (de 0,5V a 3,0V) • Um resistor (na faixa entre 1kΩ e 2kΩ) • Protoboard • Fios de ligação. 3. Multímetro O multímetro (figura 1) é um instrumento de medição versátil, pois permite medir corrente, tensão e resistência elétricas. Alguns modelos também são capazes de medir capacitância e temperatura, mas essas características não serão exploradas nesse experimento. 3.1. Utilização do multímetro como Ohmímetro Nessa função, o multímetro mede a resistência elétrica, cuja unidade no S.I. é o ohm (). Para tanto, deve ser inserido em paralelo nos resistores. Caso a resistência a ser medida não seja conhecida, deve-se iniciar a medição com uma escala maior e diminuí-la, caso necessário. Obs.: Nesse semestre, utilizar uma incerteza de 5% da leitura, com 3 algarismos significativos para as medições de resistências elétricas. 3.2. Utilização do multímetro como Voltímetro Nessa função, o multímetro (figura 1) mede a tensão elétrica, também conhecida como diferença de potencial (d.d.p.), cuja unidade no S.I. é o volt (V). Para tanto, deve ser inserido em paralelo no circuito. Caso a tensão a ser medida não seja conhecida, deve-se proceder como no caso anterior, ou seja, iniciando a medição com uma escala maior. Se a tensão a ser medida for contínua, deve-se prestar atenção na polaridade da ligação. Obs.: Nesse semestre, utilizar uma incerteza de 0,5% da leitura, com 3 algarismos significativos para as medições de tensões (ddp). Figura 1: Multímetro digital. UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 3 3.3. Utilização do multímetro como Amperímetro Nessa função, o multímetro mede a corrente elétrica de um circuito elétrico, cuja unidade no S.I. é o ampère (A). Para tanto, deve ser inserido em série no circuito. É preciso atenção para escolha da escala adequada, tanto para o sucesso da medição, quanto para não danificar o instrumento. Em caso de dúvida, deve-se iniciar a medição utilizando a escala maior, se esta for muito alta, diminuindo gradativamente a escala. Obs.: Nesse semestre, utilizar uma incerteza de 1,5% da leitura, com 3 algarismos significativos para as medições de correntes elétricas. 4. Protoboard ou matriz de contato Uma maneira prática de trabalhar com os componentes eletrônicos de um circuito é utilizar uma matriz de contato (protoboard). Essa placa para protótipos é usada para montagens de circuitos temporários, sem o uso de soldas. Os terminais dos componentes são introduzidos em orifícios da placa dispostos de forma ordenada, que se incumbe das conexões básicas. É, na prática, um circuito impresso provisório. Não só os terminais dos componentes, como também, as interligações, mediante fios (jumpers) podem ser fixados nos orifícios dessa placa. A Figura 2 mostra um protoboard típico, onde estão dispostos os pontos impressos para as conexões. Colunas 2-5-6-9 → São contatos verticais independentes, ou seja, cada coluna é composta 25 orifícios ligados em série entre si. Linhas 3-4-7-8 → São contatos horizontais independentes, ou seja, cada coluna apresenta um canal com 5 orifícios ligados em série entre si. Contatos 1 → São bornes para ligação da fonte de tensão. São necessários fios (jumpers) para interligá-los aos contatos do protoboard. Em geral o vermelho corresponde à fase e o preto ao neutro (terra). Figura 2: Esquema de um protoboard típico. UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 4 5. Procedimento Experimental 5.1. Utilizar uma tabela com código de cores para determinar a resistência elétrica de um resistor; 5.2. Medição da resistência elétrica de um componente: Fixar componente no protoboard para auxiliar em sua medição. Medir o valor da resistência fornecida com o multímetro ajustado na função ohmímetro (escala 20k Ω), associados em paralelo (figura 3) ao componente. Figura 3 – Esquema de ligação para a medição de resistência elétrica 5.3. Comparar os valores por intermédio do erro relativo percentual; 5.4. Medição da tensão: Montar um circuito com um resistor e uma fonte de tensão (figura 4). Associar o multímetro, na função voltímetro (escala 20V DCV), em paralelo com o resistor. Ajustar a fonte de tensão contínua em 2,0 V e medir, com o multímetro, a ddp a que está sujeito o resistor. Figura 4: Esquema de ligação para a medição da ddp a que está sujeito um resistor. 5.5. Medição da corrente: Acrescentar ao circuito outro multímetro, desta vez em série, em série, Figura 5, ajustado na função amperímetro (escala 20mA DCA). Ajustar a fonte de tensão contínua em 2,0 V e medir a corrente que atravessa o resistor. resistor ohmimetro pontas de prova Ω + R V UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 5 Figura 5: Esquema de ligação para a medição da corrente que atravessa um resistor. 5.6. Ajustar a fonte de tensão para valores de 1,0 V, 2,0 V e 3,0 V. Medir os valores das tensões e das respectivas correntes e anotar na tabela. + R V A UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 6 Diretoria de Ciências Exatas Curso Unidade Turma Período Sala Professor Nome do experimento: Data Nome completo 1 RA 1 Nome completo 2 RA 2 Rubrica do Professor Assinatura dos alunos Nota Objetivo (s): (Qual a finalidade do trabalho realizado?) Análise dos Dados e Resultados 5.1. Qual foi o valor da resistência do resistor determinada por intermédio do código de cores? 𝑅 = ( ± )Ω 5.2. Qual foi o valor da resistência elétrica física medida com o ohmímetro? 𝑅 = ( ± )Ω 5.3. Comparar os valores das resistências elétricas obtidas por intermédio do código de cores e da medição com o ohmímetro, calculando o erro percentual relativo. 𝐸% = % UNINOVE – Sistemas Elétricos – Roteiro 1 – Multímetro - 2019/2 7 5.4. Valor de ddp medida: 𝑑𝑑𝑝 = ( ± ); 5.5. Valor de corrrente medida: 𝑖 = ( ± ); 5.6. Preencher a tabela abaixo com os valores medidos para tensão e corrente elétrica relacionada a cada valor de tensão no resistor do circuito. Grandeza 1 2 3 ddp (V) 1,0 2,0 3,0 ddp (V) medida i (mA) medida Conclusão: (comentários e avaliação dos resultados obtidos)