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MEDIDA SIMULTÂNEA DE CORRENTE E DIFERENÇA DE POTENCIAL Luciano da Veiga INTRODUÇÃO Nesta prática busca-se medir e interpretar duas grandezas fundamentais em eletricidade: medida de corrente e diferença de potencial (ddp). Vale salientar que haverá a necessidade de efetuar a medição simultânea de correntes e DDP sobre componentes de circuitos em muitas ocasiões práticas. Em diversos casos será necessário utilizar dois medidores, um voltímetro e um amperímetro. Os medidores reais possuem resistência interna que pode interferir na leitura de DDP e correntes. A corrente que atravessa o medidor e a DDP sobre seus terminais estão relacionadas, através da Lei de Ohm, pela resistência do medidor. Será preciso, muitas vezes, corrigir o valor das medidas de corrente e DDP, visto que as resistências do voltímetro e amperímetro influenciam nessas. EXPOSIÇÃO TEÓRICA Figura 1 – Medida simultânea de corrente e diferença de potencial • Associação de medidores em série: A corrente i que passa por resistores R, em série, será a mesma. Nesse caso temos que: ΔU1 = R1i e ΔU2 = R2i Com isso, a diferença de potencial total é a soma das parciais, ou seja: ΔU = ΔU1 + ΔU2 Então, U = (R1 + R2)i Sendo que (R1 + R2) é a resistência equivalente. Portanto, para associação em série, temos: Req = Na associação da figura 1(b), o voltímetro indica corretamente a diferença de potencial UR no resistor e erroneamente a diferença de potencial aplicada U. Por sua vez, o amperímetro indica corretamente a corrente gerada i e erroneamente a corrente que atravessa o resistor iR. • Associação de medidores em paralelo: UR = U1 + U2 + ... + Un Para R1: U = R1i1 Para R2: U = R2i2 Lembrando que a corrente, quando em paralelo, é dada por: i = i1 + i2 Ou seja, i = + i = U Assim, U = i Em que, (R1 + R2) é a resistência equivalente. Portanto, Para o caso de um voltímetro U e um amperímetro A, conforme a figura 1(a). Nesta associação, o voltímetro indica corretamente a diferença de potencial aplicada U e erroneamente a diferença de potencial UR sobre o resistor, enquanto que o amperímetro indica corretamente a corrente que atravessa o resistor iR e erroneamente a corrente gerada i. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO E EXPOSIÇÃO DOS RESULTADO • Medição com o voltímetro em paralelo em todo o circuito: Os medidores foram conectados conforme a figura 1(a). Ajustando a diferença de potencial da fonte para 12 V. Com isso, foi medida a corrente i sem conectar o voltímetro. R (Ω): I = IA (Teórico): I = IA (Prático): 100 0,12 A 0,11 A 10 K 1,2 mA 1,33 mA 1,5 M 8 µA 7,7 µA Logo após, obtiveram-se concomitantemente os valores de UV e iA. R(Ω): U = UV (Teórico): U = UV (Prático): IA (Teórico): IA (Prático): 100 12 V 12,22 V 0,12 A 0,11 A 10 K 12 V 12,1 V 1,2 mA 1,33mA 1,5M 12 V 12,1 V 8 µA 7,7 µA Devemos levar em consideração, nos resultados, as seguintes correções: UA = RAiA = UV ou iV = = iA • Medição com o amperímetro em série com todo o circuito: Os medidores foram conectados como na figura 1(b), com a fonte de alimentação ligada em 12 V. Logo após, a diferença de potencial U foi medida sem conectar o amperímetro. R (Ω): U = UV (Teórico): U = UV (Prático): 100 12 V 12,1 V 10 K 12 V 12,11 V 1,5 M 12 V 12,11 V Por fim, obtiveram-se os valores da UV e i com o amperímetro ligado. R (Ω): U = UV (Teórico): U = UV (Prático): IA (Teórico): IA (Prático): 100 12 V 11,98 V 0,12 A 0,12 A 10 K 12 V 12,11 V 1,2 mA 1,22 mA 1,5 M 12 V 12,11 V 8 µA 8,8 µA Dessa forma, precisa-se levar em conta nos resultados as seguintes correções: UA = RAiA = RAUV ou iV = = iA CONCLUSÃO Por conseguinte, notou-se que a pequena diferença dos resultados entre a primeira e segunda medição deve-se à baixa resistência do voltímetro, quando está ligado em paralelo com o circuito. Porém, quando o amperímetro está conectado em série com todo o circuito, há uma diferença considerável em comparação com os resultados os quais ele não está conectado, e isso ocorre devido à resistência do equipamento.
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