circuitos prática 3

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA MECÂNICA
CIRCUITOS ELETRO-ELETRÔNICOS APLICADOS – CCE0205
PROF. WASHINGTON BOMFIM
	
Relatório da Prática 3 – O voltímetro e o amperímetro
Realizada em 23/09/2016
	
	Turma 3001
[1: ]
Resumo – Este relatório tem por objetivo apresentar todo o procedimento necessário para realização da medição da tensão e da corrente aplicadas em circuitos eletro-eletrônicos. Os resultados obtidos, desprezando-se possíveis erros de medição por inexperiência dos alunos envolvidos, alcançaram aproximação satisfatória aos valores obtido satravés de cálculos realizados utilizando os dados previamente fornecidos no roteiro de aula prática.
Palavras-chave – Corrente, medição, tensão.
Introdução
A corrente e a tensão são dos fatores principais ao que se refere em circuitos elétricos e sistemas eletrônicos. Sempre que se busca a instalação de um circuito ou a elaboração de algum sistema, estes são propostos com os mais diversos objetivos e com diversos enfoques. Não tão raro, são denominadas por voltagem no caso da tensão e por amperagem no caso da corrente por conta da s suas unidades de medida.
Para que fossem extraídos os melhores modos de utilização, o homem desenvolveu técnicas e aparelhos capazes de medir suas variáveis. Tais aparelhos foram sofrendo mutações e melhorias conforme suas necessidades de utilização, antes independentes, atualmente é possível realizar medições de corrente e tensão em um único aparelho. O multímetro digital, é o aparelho capaz de medir a tensão ou a corrente em um circuito.
A tensão de maneira direta pode ser definida pela “Diferença de potencial elétrico” entre dois pontos distintos. Independente do valor da corrente, quanto mais tensão mais energia poderá fluir por determinado sistema ou condutor.
De mesmo modo, podemos definir corrente elétrica como sendo o movimento de cargas elétricas por um condutor. A intensidade da corrente estará diretamente ligada ao valor de tensão aplicado em um sistema.
A corrente elétrica poderá ser alternada ou contínua. Na corrente alternada, ela sofre mudança de polarização de acordo com o tempo. Na corrente contínua, a qual será estudada nesse relatório, assim como seu nome diz, ela não sofre alteração na polaridade se mantendo com a polarização fixa ao longo do tempo.
Vale ressaltar, para a escolha de um voltímetro que seja confiável, é desejável que esse possua uma resistência interna com valor extremamente alto. Quanto maior a resistência em um instrumento de medição, menor e quase nula será a corrente solicitada por tal equipamento, deste modo garantiremos que ele não influenciará no circuito original. Para a mediação da tensão em um circuito, liga-se o voltímetro em paralelo ao acessório em que se deseja verificar o valor de tensão, no nosso caso em paralelo com determinado resistor.
Para a medida da corrente devemos realizar a ligação do amperímetro em série, atentando sempre a sua polaridade (vermelho para positivo e preto para negativo). Ao contrário do voltímetro, para um amperímetro que se considere de melhor qualidade e confiabilidade, deseja-se que este tenha um valor de resistência o quanto menor para que esta não tenha influência no valor medido. 
MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização da aula prática e todos os seus testes, foram utilizados os seguintes materiais e instrumentos:
1 Multímetro digital;
1 Protoboard;
1 Fonte regulável;
7 Resistores.
Na figura 1 podemos visualizar os equipamentos utilizados para realização da prática.
Figura 1. Equipamentos utilizados na prática
Para realização da nossa prática foram utilizados três circuitos, dois para medição de tensão e um para medição de corrente. Em todos os casos a fonte regulável foi ajustada para fornecer 10V de maneira contínua.
Na figura 2 podemos visualizar um escopo do primeiro circuito montado com o objetivo da medição da tensão em dois resistores.
Figura 2. Circuito 1 com dois resistores em série utilizado para medição de tensão sobre cada um.
Neste circuito, para a obtenção do valor da tensão através de cálculos foi necessário encontrar o valor da resistência equivalente entre os resistores em série R12 e R17. Para tal cálculo utilizamos a equação 1.
 		[1]
Onde, Req representa o valor da resistência total do circuito.
Em posse do valor da resistência equivalente ou resistência total, realizamos o cálculo da corrente do circuito através da equação 2.
						[2]
Onde, V representa a tensão, R é o valor encontrado em Req e I a corrente do circuito.
Com base nos estudos teóricos, sabemos que o valor da corrente se mantém por todo o circuito, desse modo aplicamos novamente a equação [2] para calcular a tensão em cada resistor.
Na figura 3 podemos verificar uma variação do circuito da figura 2 onde foi inserido um resistor em paralelo ao resistor R17. No circuito da figura 3, continuou sendo medida a tensão em cada resistor.
Figura 3. Circuito 2 com inclusão de um resistor em paralelo.
No caso do circuito 2, temos os resistores R17 e R20 em paralelo. Deste modo foi utilizada a equação 3 para obtenção do valor de resistência equivalente em resistores em paralelo.
 			[3]
Ao se obter o valor de resistência equivalente entre R17 e R20, devemos partir para calcular a resistência do circuito somando-se o valor de R12 utilizando aequação 1.
Os passos seguintes para obtenção dos valores de tensão sobre os resistores do circuito 2, segue o mesmo procedimento utilizado no circuito 1.
Terminada a medição das tensões em resistores, a prática teve continuidade com a montagem do circuito 3, visto na figura 4. O circuito 3 foi montado para que fossem realizadas medições de corrente nos pontos A, B, C e D.
Figura 4. Circuito 3 para medição de corrente
	O amperímetro foi instalado em série em cada um dos pontos descritos para obtenção dos valores de corrente pelo circuito. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES
No desenvolvimento da nossa prática de laboratório, tivemos a oportunidade de realizar os cálculos para obtenção de valores e confrontá-los com os valores medidos no circuito montado.
No circuito 1 foram obtidos os valores expostos na tabela 1.
	
	Circuito 1
	R12
	R17
	Tensão Calculada (V)
	
	
	Tensão Medida (V)
	3,20
	6,78
Tabela 1. Valores de tensão do circuito 1
O circuito 1 foi mantido e apenas acrescentou-se o resistor R20, após essa inserção de mais um resistor, foram encontrados os valores apresentados na tabela 2.
	Circuito 2
	R12
	R17
	R20
	Tensão Calculada (V)
	
	
	
	Tensão Medida (V)
	8,36
	1,61
	1,61
Tabela 2. Valores de tensão do circuito 2
Após a conclusão das medidas de tensão nos circuitos partimos para a medição e cálculo das correntes no circuito 3, os valores obtidos ficam demonstrados na tabela 3.
	Circuito 3
	Ponto A
	Ponto B
	Ponto C
	Ponto D
	Corrente Calculada (mA)
	
	
	
	
	Corrente Medida (mA)
	13,2
	7,9
	5,3
	13,2
Toda a realização prática aliada a fundamentação teórica, facilitou e direcionou o grupo para que fossem respondidas as questões apresentadas a seguir.
Como se mede a corrente em um circuito?
Coloca-se o amperímetro em série com o circuito.
O ponto onde se intercala o amperímetro influi na medida da corrente em um circuito em série? Por quê?
Não, o valor de corrente permanece constante por todo circuito que esteja ligado em série.
O que acontece com a corrente se aumentarmos o número dos resistores em um circuito em série? Por quê?
Não sofre alteração pois em um circuito em série a corrente será igual em todos os pontos do mesmo.
A resistência interna de um medidor de corrente deve ser alta ou baixa? Por quê?
Extremamente baixa para que não influencia no circuito.
Como se procede para medir tensão entre dois pontos de um circuito?
Liga-se um voltímetro em paralelo entre esses dois pontos.
O que acontece se invertermos a polaridade do voltímetro na medida de uma tensão contínua?
Caso o voltímetro seja analógico, o ponteiro não se moverá, não apresentandoleitura. Caso se utilize um voltímetro do tipo digital, um sinal (-) aparecerá antes do valor medido.
Na figura 7, qual é a relação entre a tensão total e as tensões nos resistores R12 e R17?
A tensão no resistor R12 possui um valor medido de 3,20V e assim no resistor R17 o valor medido foi de 6,78V atingindo assim o valor total de tensão do circuito.
Na figura 9, qual é a relação entre as correntes no ponto A e no ponto D? Justifique.
O valor de corrente de um circuito deverá se manter constante em trechos instalados em série, o que ocorro entre os pontos A e D, podem ser considerados estando em série.
Na figura 9, qual é a relação entre as correntes no ponto A e nos pontos Be C? Justifique.
Os pontos B e C encontram-se em paralelo e com valores distintos de resistores, neste tipo de ligação a corrente se divide por cada caminho. A corrente que sai de A se dividirá de acordo com o caminho B ou C do circuito, após esta ligação em paralelo as correntes verificadas em B e C se juntarão novamente voltando ao valor inicial igual ao valor total da corrente do circuito.
Indique no circuito a seguir (figura 5), a polaridade correta de cada medidor.
Figura 5. Marcação de polaridades no circuito.
Assinale no esquema a seguir (figura 6), onde devemos interromper para medirmos a corrente que passa pelo conjunto R3 e R4.
Figura 6. Indicação para medição de R3 e R4
De quais resistores o amperímetro esquematizado na figura 6, mede a corrente?
Mede a corrente do sistema.
Conclusões
Após todos os cálculos e medições podemos visualizar de forma clara o funcionamento da corrente e da tensão em um circuito. Visualizamos suas variáveis e a influência que cada acessório ou tipo de ligação terá sobre o resultado final de um circuito.
Referências Bibliográficas
Dissertações e Teses:
S. Hwang, "Frequency domain system identification of helicopter rotor dynamics incorporating models with time periodic coefficients," Tese de Doutorado, Dept. Aerosp. Eng., Univ. Maryland, College Park, 1997.
Braga, H. (1996). Conversores Multiníveis em Corrente, Tese de Doutoramento, INEP-UFSC, Florianópolis - SC.
Alves, Virginia Mello, “O papel do voltímetro na aquisição do conceito de diferença de potencial,” Cad. Cat. Ens. Fis., v.11,n1: p.19-26,abr.1994.