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1 PROJETO EM ENGENHARIA ELÉTRICA/ELETRÔNICA I Prof. Marcio Tadeu Alunos: Turma: EEletr-5UNA 1.Pitter Pio Pinto 01210459 PRÁTICA 2 – MEDIDA DE UMA RESISTÊNCIA DESCONHECIDA COM VOLTÍMETRO E AMPERÍMETRO Objetivos: Medir a resistência de um resistor desconhecido com um voltímetro e um amperímetro CC de resistências internas conhecidas. Material Utilizado: - Fonte de tensão CC; - Kit de montagem com resistores fixos e fios; - Voltímetro CC; - Amperímetro CC. Introdução Teórica: O ohmímetro é um aparelho utilizado para medir a resistência de um componente ou até mesmo de um circuito. Existem dois princípios de funcionamento nos equipamentos mais comuns. Sendo eles com gerador de tensão interna ou gerador de corrente externa. O ohmímetro com gerador de tensão interna funciona com uma bateria e é ligada em série com um microamperímetro. Quando se liga a uma resistência, sua corrente é ⁄ , e a partir da corrente medida é informado o valor da resistência. No modelo de ohmímentro com gerador de corrente interna seu funcionamento se da a um voltímetro ligado em paralelo. Quando se liga a um resistor tem-se , e a partir da tensão se determina o valor da resistência. A partir destes dois princípios pode é possível montar um ohmímetro com um voltímetro e um microamperímetro, sabendo a resistência interna dos equipamentos, daá-se para obter uma medida próxima do valor real do componente. Parte Prática: (a) Monte o circuito ilustrado na Figura 1, mantendo a fonte inicialmente zerada e desligada. Coloque o amperímetro no fundo de escala de 50 A e o voltímetro no fundo de escala de 20 V. Tome para R o valor da resistência de (220 5%) ohms, suposta inicialmente “desconhecida”. (b) Ligue a fonte e aumente paulatinamente o valor da tensão E fornecida ao circuito até que um dos medidores dê a maior indicação possível. Cuidado para não ultrapassar a indicação de fundo de escala de nenhum dos medidores. Registre na tabela abaixo os valores lidos de tensão (UV) e corrente (IA) nos medidores. Tensão da Fonte (E) Corrente no Amperímetro (IA) Tensão no Voltímetro (UV) 0,2V 50µA 0,01V - + - - + R 1 E A + V Figura 1 2 PROJETO EM ENGENHARIA ELÉTRICA/ELETRÔNICA I Prof. Marcio Tadeu (c) No circuito da Figura 1 o valor de R, inicialmente desconhecido, pode ser determinado por R = F1 . R’ onde R’ é chamada de resistência aparente e é dada por R’ = UV/IA e F1 é um fator de correção dado por . ' 1 1 1 VR R F Se (R’/RV)2 << 1, o fator de correção F1 pode ser substituído por um fator de correção aproximado, onde: VR R F ' 11 Sabendo-se os valores da resistência interna do voltímetro RV determinados pelos dois métodos da prática da aula anterior, calcule R’, o fator F1 e encontre os valores de R. 1° MÉTODO 2° MÉTODO R’ 200Ω 200Ω F1 1,0001 1,0001 RV 2,2MΩ 1,6MΩ R 200,02Ω 200,02Ω (d) Monte agora o circuito ilustrado na Figura 2, mantendo a fonte inicialmente zerada e desligada. Coloque o amperímetro no fundo de escala de 5 mA e o voltímetro no fundo de escala de 20 V. Tome para R o valor da resistência de (220 5%) ohms, suposta inicialmente “desconhecida”. (e) Ligue a fonte e aumente paulatinamente o valor da tensão E fornecida ao circuito até que um dos medidores dê a maior indicação possível. Cuidado para não ultrapassar a indicação de fundo de escala de nenhum dos medidores. Registre na tabela abaixo os valores lidos de tensão (UV) e corrente (IA) nos medidores. Tensão da Fonte (E) Corrente no Amperímetro (IA) Tensão no Voltímetro (UV) 1,4V 5mA 1,16V - + - - + R E A + V Figura 2 3 PROJETO EM ENGENHARIA ELÉTRICA/ELETRÔNICA I Prof. Marcio Tadeu (f) No circuito da Figura 2, o valor de R é dado por R = F2 . R’’ onde R’’ é chamada de resistência aparente e é dada por R’’ = UV/IA e F2 é um fator de correção dado por '' 12 R R F A Sabendo-se o valor de RA determinado na prática da aula anterior, calcule R’’, o fator F2 e encontre o valor de R. R’’ 232Ω F2 0,75431 RA 57Ω R 175Ω Exercícios: (a) Dos dois circuitos utilizados neste experimento (Fig. 1 e Fig. 2), analise atentamente os resultados alcançados para as duas montagens seguindo os tipos de comparações a seguir. Tire suas próprias conclusões: (I) Se os fatores de correção F1 e F2 se afastarem muito pouco da unidade, tem-se que F1 F2 1 e portanto, R’ R’’ R logo, '' ' R R R R A V ou AV RRR . . Se a resistência a ser medida R tiver um valor da ordem de AV RR . , os dois métodos são comparáveis e, por conseguinte, significa que eles deram praticamente o mesmo resultado. (II) Se '' ' R R R R A V , logo segue-se que AV RRR . e, portanto, o fator de correção F1 menor do que F2, e o método da Fig. 1 seria o que deu o melhor resultado. 4 PROJETO EM ENGENHARIA ELÉTRICA/ELETRÔNICA I Prof. Marcio Tadeu (III) Se '' ' R R R R A V , logo segue-se que AV RRR . e, portanto, o fator de correção F2 menor do que F1, e o método da Fig. 2 seria o que deu o melhor resultado. Pela analise pode-se notar que '' ' R R R R A V . Portanto o primeiro método é o que deu melhor resultado. (b) Verifique se os valores encontrados de R para os circuitos das Figs. 1 e 2 estão dentro da tolerância do resistor utilizado no experimento. Sendo: Temos: 1ºmétodo: Valor da tolerância calculada é quase o dobro da tolerância indicada no resistor. 2ºmétodo: Neste caso a tolerância calculada é quatro vezes mais do q a tolerância indica. Comentários e conclusões: Apesar do resultado encontrado não ficar dentro da tolerância indicada na resistência, devemos levar em conta que os equipamentos utilizados apresentam erros associados que não foram calculados, e também os equipamentos não estão calibrados podemos aceitar o valor da indicação da resistência, supostamente desconhecida, mas para medição em campo, onde realmente não se conhece o valor da resistência devemos utilizar equipamentos calibrados e com baixo erro associado a sua medida. Para realizar algumas medidas não se tem a necessidade de utilizar um equipamento especifico, tendo conhecimento de como realizar de outra forma e com outros equipamentos pode ser feito e com uma certa precisão. Referências Bibliográficas: Boylestad, Robert L. Introdução à Análise de Circuitos. 12ª ed. – São Paulo. http://elearning.iefp.pt/pluginfile.php/49282/mod_resource/content/0/Electricidade _-_Electronica/Electricidade/Instrumentos%20de%20Medida/Ohmimetro.pdf
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