Relatório - Multímetro

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
O Ohmímetro, Voltímetro e Amperímetro
Engenharia Química – Física Experimental III 
Maringá, PR
19/02/2014
INTRODUÇÃO
	Todos os corpos apresentam resistência elétrica, ou seja, oferecem oposição à passagem de uma corrente elétrica. A resistência de um corpo é determinada pelas suas dimensões e pelo material que o constitui, e pode variar conforme a sua temperatura, a resistência elétrica é medida em Ohms (Ω).
	Dois corpos entre os quais pode-se estabelecer um fluxo de elétrons apresentam uma diferença de potencial, esta grandeza é conhecida também como tensão ou voltagem e é medida em Volts (V)
	A intensidade de uma corrente elétrica é a quantidade de eletricidade (ou carga elétrica) que passa num determinado ponto em uma unidade de tempo, e sua unidade SI é o Ampére (A).
	O multímetro analógico é um instrumento que possui um ponteiro montado sobre uma bobina móvel, a bobina móvel está fixada no meio de um campo magnético constituído de um imã permanente.
	No momento que uma corrente elétrica percorre o enrolamento da bobina móvel surge um campo magnético na bobina, que interage com o campo magnético do ímã, dependendo do sentido da corrente elétrica o ponteiro poderá se movimentar para direita ou para esquerda na escala do instrumento.
	O modelo com mostrador digital funciona convertendo a corrente elétrica em sinais digitais através de circuitos denominados conversores análogo-digitais. Esses circuitos comparam a corrente a medir com uma corrente interna gerada em incrementos fixos que vão sendo contados digitalmente até que se igualem, quando o resultado então é mostrado em números ou transferido para um computador pessoal. Várias escalas divisoras de tensão, corrente, resistência e outras são possíveis. Nos dois modelos, um sistema de chave mecânica ou eletrônica divide o sinal de entrada de maneira a adequar a escala e o tipo de medição.
	O objetivo deste trabalho é compreender o funcionamento adequado do multímetro como ohmímetro, voltímetro e amperímetro.
MÉTODO DE INVESTIGAÇÃO
	Utilizando-se quatro resistores de valores nominais diferentes uma placa de Bornes e um ohmímetro, aferiram-se as resistências experimentalmente com o ohmímetro através das várias escalas disponibilizadas no aparelho, sendo que cada medida foi feita isoladamente, com a posição do resistor e os polos do ohmímetro indicados na Figura 2.1.
					Figura 2.1
	Em seguida foram feitas medidas de diferença de potencial (tensão) com o voltímetro, e utilizando como fonte de tensão uma fonte DC, em que foram conectados três resistores em série na placa de Bornes, onde se conectou também a fonte e o voltímetro, conforme ilustrado na Figura 2.2.
					Figura 2.2.
	Para a medição de corrente elétrica foram conectados os quatro resistores em série e aferiu-se a corrente entre todos os pontos do circuito, sempre inserindo o amperímetro em série com o restante do circuito, como pode ser observado na Figura 2.3.
					Figura 2.3. 
RESULTADOS
	Foram utilizados quatro resistores diferentes, cujos valores nominais estão na Tabela 3.1.
Tabela 3.1 – Valores nominais dos resistores utilizados.
	Enumeração (n)
	R (Ω)
	1
	(10x102±5%)
	2
	(18x102±5%)
	3
	(22x102±5%)
	4
	(47x102±5%)
	Na primeira parte do experimento foram coletadas as resistências dos resistores com o ohmímetro, os valores estão na Tabela 3.2.
Tabela 3.2 – Medidas de resistência com o ohmímetro.
	n
	Resistência Nominal (Ω)
	Escalas em Ω
	
	
	(0 – 200) Ω
	(0 – 2K) Ω
	(0 – 20K) Ω
	(0 – 200K) Ω
	1
	(10x102±5%)
	-
	(0,998±0,001)
	(0,99±0,01)
	(0,9±0,1)
	2
	(18x102±5%)
	-
	(1,842±0,001)
	(1,84±0,01)
	(1,8±0,1)
	3
	(22x102±5%)
	-
	-
	(2,20±0,01)
	(2,2±0,1)
	4
	(47x102±5%)
	-
	-
	(4,81±0,01)
	(4,8±0,1)
 
	Após as medidas de resistência, foram coletados dados de tensão, contidos na Tabela 3.3.
Tabela 3.3. – Medidas de tensão com o voltímetro
	Resistência Experimental (Ω)
	Escala em V
	
	(0 – 2) V
	(0 – 20) V
	(0 – 200) V
	(0 – 1000) V
	(0,998±0,001)103
	(1,996±0,001)
	(1,99±0,01)
	(2,0±0,1)
	(2±1)
	(1,842±0,001)103
	-
	(3,59±0,01)
	(3,6±0,1)
	(4±1)
	(2,20±0,01)103
	-
	(4,41±0,01)
	(4,4±0,1)
	(4±1)
	Requivalente = (5,04+0,01)103
	-
	(10,00±0,01)
	(10,0±0,1)
	(10±1)
	Na Tabela 3.4 estão os dados de corrente, coletados por último.
Tabela 3.4. – Medidas de corrente com o amperímetro
	Resistência Experimental (Ω)
	Escala em A
	
	(0 – 2M) A
	(0 – 20M) A
	(0 – 200M) A
	(0 – 2) A
	Antes do R1
	(1,962±0,001)
	(1,99±0,01)
	(1,9±0,1)
	(0,001±0,001)
	(0,998±0,001)103
	(1,961±0,001)
	(1,98±0,01)
	(1,9±0,1)
	(0,001±0,001)
	(2,840±0,001)103
	(1,960±0,001)
	(1,99±0,01)
	(1,9±0,1)
	(0,001±0,001)
	(5,04±0,01)103
	(1,962±0,001)
	(1,99±0,01)
	(1,9±0,1)
	(0,001±0,001)
ANÁLISE DOS RESULTADOS
	
	Em todas as medidas feitas com os três aparelhos em suas diversas escalas, observa-se que as medidas mais precisas são aquelas que possuem o maior número de algarismos significativos, onde as grandezas compreendem todos os algarismos corretos mais o primeiro duvidoso, que representa o desvio na medida.
	Da Tabela 3.2 constata-se que os valores nominais estão de acordo com os experimentais. Os desvios dos valores nominais são de 5%, e os desvios relativos percentuais dos valores experimentais nas escalas mais precisas são menores do que 0,5%. 
	As medidas de tensão foram realizadas em paralelo, de modo que deve sempre ser assim, pois o voltímetro mede diferença de potencial entre dois pontos. E para não atrapalhar o circuito sua resistência interna deve ser muito alta, é por isso que a maioria dos voltímetros digitais têm resistências de 20 MΩ (2x107 Ω) ou superiores.
	O amperímetro é ligado em série para medir toda a corrente que passa pelo circuito, pois se ele estiver ligado em paralelo a corrente vai passar por dois caminhos, e o valor registrado será diferente do verdadeiro, para que um amperímetro seja preciso, ele deve ter uma resistência mínima à passagem de corrente.
RESPOSTAS ÀS PERGUNTAS FEITAS
Dos dados da Tabela 3.2, qual o melhor valor obtido para cada resistor? Justifique com base na equação delta r = (DELTA x/x)100.
São as medidas que apresentam o menor desvio relativo percentual, ou seja, quanto menor o desvio em relação à medida, melhor esta é.
Dos dados da Tabela 3.3, qual o valor mais preciso para as quedas de tensão em cada resistor? Justifique.
Novamente, são os valores que apresentam os maiores números de algarismos significativos conforme já explanado na seção 4 (Análise dos Resultados).
Dos dados da Tabela 3.4, qual a melhor faixa para a leitura da corrente? Justifique.
A melhor faixa é a de (0 – 2M)A, pois foi utilizada uma corrente de baixo valor por motivos de segurança, e portanto, a menor escala é a que apresenta a melhor faixa de leitura.
O que você observou com relação à tensão e corrente no circuito utilizado?
A tensão cresce proporcionalmente com relação às resistências, quanto maior a resistência maior a tensão, a corrente permaneceu constante em todo o circuito. 
BIBLIOGRAFIA
[1] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K. S. Física 3. 5ª Ed. Rio de Janeiro, Editora LTC, 2011.
[2] CAVALCANTI, P. J. M. Fundamentos de eletrotécnica. 17ª Ed. Rio de Janeiro, Livraria Freitas Bastos S.A.,