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1 Prof. Marco Valentim marco2valentim@gmail.com (24) 98112-1590 UNIDADE 1 - Conceitos básicos (Rev.U) de circuitos em corrente contínua = CCE 1028 = Eletricidade Aplicada PARTE 2/3 Pág. 2 Prof. Marco Valentim © Currículo Resumido do Prof. Marco Valentim Engenheiro Eletrônico pela Faculdade Nuno Lisboa-RJ. MBA em Estratégia Industrial e Gestão de Negócios pela UFF. Pós-graduando em Gerenciamento de Projetos - Visão PMI pela UNESA. Professor do curso de Engenharia de Produção da UERJ. Professor da Universidade Estácio de Sá - UNESA Campus Resende-RJ (desde 2001). Foi membro da equipe que preparou a Xerox do Brasil para o Prêmio Nacional da Qualidade (Ganhadora do PNQ 1993). Com capacitação no Six Sigma System Inc. (Rochester/NY-USA), foi o responsável pela implantação do Programa Seis Sigma na área de Operações Industriais da Xerox do Brasil. É qualificado pelo Lean Institute Brasil em Mapeamento Lean. Participou em vários treinamentos no Brasil, América do Norte, Europa e Ásia, onde adquiriu fortes conhecimentos em Administração de Negócios, Manufatura, Introdução de Novos Produtos e Qualidade. Gerenciou as áreas de Engenharia, Operações de Produção, Projetos & Novos Negócios, Manutenção Industrial, Qualidade, Meio Ambiente & Segurança, Transporte de Funcionários e Segurança Patrimonial na Fábrica Resende da Xerox do Brasil e Flextronics International. Trabalhou na Flopetrol Schlumberger (Oil & Gas), na Cia. Brasileira de Trens Urbanos de Belo Horizonte-MG, na RCA-Philco Semicondutores Ltda. e na área comercial de atendimento corporativo do SENAC Rio. Atualmente trabalha como consultor na F2.Desenvolvimento Empresarial (Resende-RJ) e Diretor Regional da MEDIÇÃO – Soluções Metrológicas Integradas (Resende-RJ). Pág. 3 Prof. Marco Valentim © Conteúdo Programático UNIDADE 1 - Conceitos básicos de circuitos em corrente contínua 1.1 Apresentação do Plano de Ensino; Conceitos básicos de: corrente elétrica, tensão elétrica, resistência elétrica e Lei de Ohm. 1.2 Exercícios de Fixação: Lei de Ohm, Potência Elétrica, Energia e Eficiência. 1.3 Experiência de Laboratório: Multímetro. 1.4 Circuito série, Fontes de tensão em série, Lei de Kirchhoff das Tensões, Divisor de Tensão e regra do Divisor de Tensão. 1.5 Experiência de Laboratório: Lei de Ohm. 1.6 Condutância, Circuito paralelo, Fontes de tensão em paralelo, Lei de Kirchhoff das correntes, Divisor de corrente, regra do Divisor de corrente. 1.7 Experiência de Laboratório: Potência Elétrica. 1.8 Circuito Série-paralelo, Circuito Aberto e Curto-circuito. Pág. 4 Prof. Marco Valentim © • Para que uma corrente (I) circule, é necessário ter uma fonte de energia (por exemplo, uma bateria) para gerar uma diferença de potencial (V) e depois ligar a um circuito consumidor, por exemplo, uma a resistência (R). OBS: o sentido convencional da corrente (I) no circuito é dado pela fonte de energia (Bateria), ou seja, a corrente “sai” do positivo da Bateria, passa pelo resistor e “chega” ao negativo da Bateria. Introdução: 1ª Lei de Ohm 2 Pág. 5 Prof. Marco Valentim © A V A V • Observem os dois circuitos abaixo: Introdução: 1ª Lei de Ohm • E se colocarmos resistores iguais nos dois circuitos ... ??? • O que acontecerá com a corrente ...??? 50V 100V 0 A 0 A Pág. 6 Prof. Marco Valentim © A V A V • Observem os dois circuitos abaixo: Introdução: 1ª Lei de Ohm 50V 100V Mantendo o mesmo resistor e variando a tensão, a corrente varia na mesma proporção. R R 1 A 2 A Pág. 7 Prof. Marco Valentim © • Observem os dois circuitos novamente: • E se colocarmos a mesma tensão nos dois circuitos e mudarmos o valor do resistor ... ??? Introdução: 1ª Lei de Ohm A V A V 100V 100V 0 A 0 A Pág. 8 Prof. Marco Valentim © • Observem os dois circuitos novamente: Introdução: 1ª Lei de Ohm Mantendo a tensão fixa e variando o resistor, a corrente varia no sentido oposto. A V A V 100V R=50 2 A 1 A 100V R=100 3 Pág. 9 Prof. Marco Valentim © CONCLUSÃO Quanto maior a tensão, maior a corrente elétrica. Quanto maior a resistência, menor a corrente elétrica. Introdução: 1ª Lei de Ohm Pág. 10 Prof. Marco Valentim © • George Simon Ohm nasceu em Erlangen na Alemanha em 1787 e morreu em 1854 na cidade de Munique. Em 1827 ele estabeleceu teoricamente a lei que levaria seu nome. • A 1ª Lei de Ohm estabelece a relação entre as 3 grandezas fundamentais da eletricidade: corrente, resistência e tensão. 1ª Lei de Ohm “Mantendo-se a temperatura de um resistor constante, a diferença de potencial aplicada nos seus terminais é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica” Pág. 11 Prof. Marco Valentim © “A diferença de potencial entre os terminais de um circuito elétrico é igual ao produto da resistência desse circuito pela intensidade da corrente elétrica que passa por ele”. 1ª Lei de Ohm V = R x i Tensão Pág. 12 Prof. Marco Valentim © “A intensidade da corrente elétrica que percorre o circuito é igual à divisão da tensão deste circuito pela resistência que o circuito apresenta à passagem da corrente elétrica”. i = V / R Corrente 1ª Lei de Ohm 4 Pág. 13 Prof. Marco Valentim © R = V / i Resistência “A resistência que um circuito apresenta a passagem da corrente elétrica é igual à divisão da tensão entre os terminais deste circuito pela intensidade da corrente que por ele passa”. 1ª Lei de Ohm Pág. 14 Prof. Marco Valentim © • Uma forma simples de aprender é usar o círculo da Lei de Ohm: V I R V I R V I R 1ª Lei de Ohm Pág. 15 Prof. Marco Valentim © • Num circuito elétrico, uma corrente de 2 ampéres ao passar por um resistor de 10Ω, provoca uma tensão de 20 V sobre esta resistência. • Num circuito elétrico, quando aplicamos uma tensão de 20 V sobre os terminais de uma resistência de 10 Ω, provoca uma corrente de 2 ampéres. • Num circuito elétrico em que aplicamos uma tensão de 20 V e medimos uma corrente elétrica de 2 ampéres, obtém uma resistência a passagem da corrente de 10 Ω . EXEMPLOS: 1ª Lei de Ohm Pág. 16 Prof. Marco Valentim © De acordo com as seguintes informações: I = 3 A V = 12 V Utilizando a lei de Ohm V= R.I Qual o valor da resistência? a) 4 Ω b) 5 Ω c) 36 Ω EXERCÍCIO 5 Pág. 17 Prof. Marco Valentim © Agora utilize a lei de Ohm para calcular o valor da corrente da bateria: V = 15 V R = 5Ω a) 2,5 A b) 5 A c) 3 A EXERCÍCIO Pág. 18 Prof. Marco Valentim © Calcule o valor da tensão utilizando os valores abaixo. R = 4Ω I = 8 A a) 32 V b) 0,5 V c) 2 V EXERCÍCIO Pág. 19 Prof. Marco Valentim © Resistência de um condutor • Fazendo a analogia com a água, observem os dois canos: Em qual deles a água passaria com maior facilidade ? Introdução: 2ª Lei de Ohm 1 2 Pág. 20 Prof. Marco Valentim © Observe o brilho da lâmpada do condutor mais longo. Qual o motivo? Introdução: 2ª Lei de Ohm 6 Pág. 21 Prof. Marco Valentim © Introdução: 2ª Lei de Ohm Quanto maior o comprimento do condutor, maior a resistência e menor é a corrente elétrica circulando por ele. Pág. 22 Prof. Marco Valentim © Resistência de um condutor • Observem novamente mais dois canos de água: Em qual deles a água passaria com maior facilidade ? Introdução: 2ª Lei deOhm 1 2 Pág. 23 Prof. Marco Valentim © Observe o brilho da lâmpada do condutor fino. Introdução: 2ª Lei de Ohm Pág. 24 Prof. Marco Valentim © Introdução: 2ª Lei de Ohm Quanto menor a seção do condutor, menor a intensidade de corrente elétrica circulando por ele. 7 Pág. 25 Prof. Marco Valentim © Resistência de um condutor • Observem este dois canos de água idênticos. • Em um deles existe alguns objetos estranhos no seu interior. Introdução: 2ª Lei de Ohm Em qual deles a água passaria com maior facilidade ? 1 2 Pág. 26 Prof. Marco Valentim © Fio de FERRO Fio de COBRE Observe o brilho das duas lâmpadas. Introdução: 2ª Lei de Ohm Pág. 27 Prof. Marco Valentim © COBRE (menor resistividade) FERRO (maior resistividade) • Alguns materiais oferecem maior ou menor resistência à passagem da corrente elétrica. A estas resistências damos o nome de resistência especifica ou resistividade, representada por (letra grega Rô) Introdução: 2ª Lei de Ohm Pág. 28 Prof. Marco Valentim © CONCLUSÃO Quanto maior o comprimento do condutor, maior a resistência elétrica. Quanto maior a secção do condutor, menor a resistência elétrica. A resistência elétrica depende do material. Introdução: 2ª Lei de Ohm 8 Pág. 29 Prof. Marco Valentim © Ohm concluiu: • A resistividade é uma característica do material usado na constituição do condutor elétrico. • Quanto menor for o valor da resistividade de um determinado material mais facilmente ele permite a passagem de corrente elétrica (“conduz eletricidade”). 2ª Lei de Ohm “A resistência elétrica de um condutor homogêneo de seção transversal constante, é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal e depende do material do qual ele é feito”. Pág. 30 Prof. Marco Valentim © • As observações realizadas até agora permitem escrever a seguinte relação: Onde, as unidades pelo SI - Sistema Internacional: R Resistência elétrica do condutor () Resistividade do material ( . m) L Comprimento do condutor (m) S Seção do condutor (área m2) 2ª Lei de Ohm Pág. 31 Prof. Marco Valentim © Resistividade () • O melhor condutor elétrico conhecido é a prata. Este metal é muito caro para o uso em larga escala. • O cobre vem em segundo lugar na lista dos melhores condutores, sendo amplamente usado na confecção de fios e cabos condutores. • Em terceiro lugar, encontramos o ouro que não é tão bom condutor como os anteriores, mas praticamente não oxida e resiste a diversos ataques químicos, sendo assim empregado para banhar contatos elétricos. • O alumínio, em quarto lugar, é três vezes mais leve que o cobre, o que é vantajoso para a instalação de cabos em linhas de longa distância. Pág. 32 Prof. Marco Valentim © • Através do link abaixo (em Inglês) você pode montar e simular uma associação de resistores em serie com uma lâmpada e uma bateria. • Ainda pode variar o número de resistores associados e a tensão mantida pela bateria. • Ao fechar a chave verifique o comportamento da lâmpada (“acende”, “queima” ou “nada acontece”). http://jersey.uoregon.edu/vlab/Voltage/index.html Simulação da 1º Lei de Ohm 9 Pág. 33 Prof. Marco Valentim © Nas figuras abaixo, um resistor esta ligado a uma bateria. a) Calcule o valor da resistência elétrica sabendo que a intensidade da corrente que atravessa o resistor é de 0,50A no primeiro circuito. Indique o sentido convencional da corrente. b) Sendo o mesmo valor do resistor do item (a) calcule a intensidade de corrente que circula no circuito elétrico (b) e indique o seu sentido convencional. (a) (b) (a) Resposta (b) Resposta EXERCÍCIO Pág. 34 Prof. Marco Valentim © Um circuito é formado por uma bateria de 6V, uma chave e uma lâmpada. Quando a chave é fechada, fluem 2A pelo circuito. Perguntas: a) Desenhe o circuito equivalente. b) Qual a resistência da lâmpada? c) Se essa lâmpada for substituída por uma outra que requer os mesmos 6V, mas retira somente 40mA, qual seria a resistência desta nova lâmpada? EXERCÍCIO Pág. 35 Prof. Marco Valentim © Qual a intensidade da corrente em um resistor de 1 KΩ se a tensão aplicada for de: (a) 2V (b) 100V (c) 50mV Resp: a) I = 2V / 1000 = 0,002A = 2mA b) I = 100V / 1000 = 0,1A = 100mA c) I = 50mV / 1000 = 50.10-3V/1000 = 50.10-3/103 = 50.10-6A = 50 uA EXERCÍCIO Pág. 36 Prof. Marco Valentim © Qual deve ser a tensão em um resistor de 10 KΩ para a corrente tenha intensidade de: (a)2mA (b)0,05A (c)20uA Resp: Para determinar a tensão dado a resistência e a corrente usaremos a 1ª Lei de OHM na forma: V=R.I a) V = 10.103.2.10-3 = 20V b) V = 10.103.5.10-2 = 50.101 = 500V c) V = 10.103.20.10-6 = 200.10-3V = 200mV = 0,2V EXERCÍCIO 10 Pág. 37 Prof. Marco Valentim © Calcule a tensão (VT) necessária para que uma corrente de 10A circule pelo circuito série da figura abaixo. EXERCÍCIO Pág. 38 Prof. Marco Valentim © • Potencia Elétrica é a capacidade de produzir trabalho. • Fazendo uma analogia, as duas pessoas são capazes de realizar trabalho ... Potência Elétrica Pág. 39 Prof. Marco Valentim © • Da mesma maneira, as cargas elétricas possuem uma capacidade de produzir trabalho. • A capacidade de produzir trabalho de uma carga elétrica é expressa em Watts. • Simbologia: P • Unidade de Medida: Watt (W) • Maneiras de realizar o seu cálculo: P = V x I (útil) P = R x i2 (dissipada) Potência Elétrica Pág. 40 Prof. Marco Valentim © • Com base nas informações mostradas no circuito abaixo, calcule a potência da lâmpada. EXERCÍCIO 11 Pág. 41 Prof. Marco Valentim © • O secador de cabelos da foto consome a potência de 1400W quando ligado a uma tensão de 127V. • Qual a intensidade de corrente (i) que o atravessa nessas condições? EXERCÍCIO Pág. 42 Prof. Marco Valentim © • Com base no circuito abaixo, calcule a corrente em cada lâmpada. • Observe o brilho das lâmpadas: o que pode ser concluído? (use a fórmula da potência) EXERCÍCIO Pág. 43 Prof. Marco Valentim © EXERCÍCIO • Calcule a corrente consumida por cada lâmpada. • O que pode ser concluído? (use a fórmula da potência) Pág. 44 Prof. Marco Valentim © • Qual a potência total consumida por uma geladeira que utiliza um motor que demanda uma corrente de 2,4A se ela estiver ligada em uma tomada de 127V ? EXERCÍCIO 12 Pág. 45 Prof. Marco Valentim © • Um forninho elétrico consome 4,8A em 127V. Qual a a potência aproximada deste forninho ? EXERCÍCIO Pág. 46 Prof. Marco Valentim © Após o ligar o interruptor (on), faça: a) Calcule a corrente elétrica do circuito. b) Mostre o sentido da corrente. c) Calcule a resistência da lâmpada. d) E se fosse colocada mais uma lâmpada idêntica? EXERCÍCIO Pág. 47 Prof. Marco Valentim © • Para conhecer a quantidade de água consumida em uma residência, é utilizado um hidrômetro (“medidor de água”). • E para conhecer a quantidade de energia elétrica consumida, utiliza-se um Medidor de KWh. Medição da Potência Elétrica Pág. 48 Prof. Marco Valentim © A ENERGIA consumida por um aparelho elétrico depende de dois fatores: 1) Sua POTÊNCIA, que mede a taxa de energia que o aparelho consome (ou pode consumir). É uma característica intrínseca do aparelho,independentemente do tempo em que ele fica ligado. WATT (W) e QUILOWATT (kW) são unidades de Potência. Quanto maior a Potência de um aparelho, maior é a sua "predisposição" para consumo de energia. 2) O TEMPO em que o aparelho fica ligado. SEGUNDO, MINUTO e HORA são unidades de tempo. Quanto mais tempo fica ligado um aparelho, maior é o seu consumo de Energia. KW (quilowatt) e KWh (quilowatt-hora) FONTE: www.pessoal.educacional.com.br/up/4660001/1005174/Preco_Energia_Eletrica.htm 13 Pág. 49 Prof. Marco Valentim © Durante quanto tempo um aparelho de televisão deve ficar ligado para consumir 4 kWh? EXERCÍCIO X Potência = 250 W Potência = 100 W Pág. 50 Prof. Marco Valentim © Mariana adora tomar banhos demorados de 30 minutos e descobriu um jeito de diminuir o gasto de energia por banho, sem diminuir o tempo. Ao invés de tomar banho com o chuveiro na posição INVERNO, que tem potência de 4.400 watts, ela agora só toma banho com o chuveiro na posição VERÃO, que tem potência de 3.000 watts. Pergunta: Considerando que a tarifa da operadora de energia elétrica seja de R$ 0,49525 por KWh, quanto Mariana vai a economizar de energia elétrica por mês apenas com esta mudança? EXERCÍCIO Pág. 51 Prof. Marco Valentim © A posição atual dos ponteiros em um medidor residencial de energia é mostrada na figura abaixo. Se o resultado da leitura anterior foi de 4650 kWh, calcule a conta (em R$) a ser paga pelo consumo de energia entre as duas leituras, se cada kWh custa R$ 0,57974. EXERCÍCIO Pág. 52 Prof. Marco Valentim © FONTE: http://www.eflul.com.br/consumidores/tabela-de-consumo Tabela de Consumo dos Aparelhos Potência Elétrica Média de Aparelhos Elétricos (em Watt) 14 Pág. 53 Prof. Marco Valentim © Com base na tabela de consumo de energia de uma família: a) Complete a tabela considerando que a AMPLA cobre como tarifa do KWh o valor de R$ 0,72512. b) Qual o valor total a ser pago na conta mensal? c) Qual o aparelho deverá ter a maior atenção no caso de uma economia? EXERCÍCIO Pág. 54 Prof. Marco Valentim © Efeito Joule • A corrente elétrica é resultado de movimentação elétrons livres onde as partículas que estão em movimento acabam colidindo com as outras partes do condutor que se encontram em repouso, causando um aquecimento. • Este fenômeno é denominado Efeito Joule. • Resistências atravessadas por correntes elétricas aquecem. • O Efeito Joule representa um inconveniente nas máquinas elétricas, que se aquecem durante o funcionamento, e nas linhas de transmissão, devido a perda de energia elétrica que ocorre nesse processo. Quando esse aquecimento poderia ser considerado “favorável” para o nosso dia-a-dia? Pág. 55 Prof. Marco Valentim © Efeito Joule (favorável) • A transformação de energia elétrica em térmica é exatamente o que se deseja em alguns aparelhos elétricos, como por exemplo: o ferro de passar roupas, os chuveiros elétricos, etc. • O Efeito Joule também é fundamental nos fusíveis e nas lâmpadas incandescentes. Outros exemplos ? Pág. 56 Prof. Marco Valentim © Efeito Joule: Lâmpada incandescente • Constituída de fio de tungstênio (filamento). • O filamento pode atingir a temperatura de 3.400 ºC. • Passando corrente elétrica no filamento, ele se aquece, pois a energia elétrica dissipada aumenta a sua temperatura. • O filamento torna-se incandescente e emite luz. 15 Pág. 57 Prof. Marco Valentim © Efeito Joule: Fusíveis • Fusíveis: dispositivos que tem a finalidade de proteger circuitos elétricos. • Componente básico condutor de baixo ponto de fusão que se funde ao ser atravessado por uma corrente elétrica. • Deve ser colocado em série com o aparelho, de modo que ao ocorrer a fusão de seu condutor (devido a uma corrente maior do que a esperada), haja interrupção da passagem de corrente para este aparelho. Pág. 58 Prof. Marco Valentim © SIMULADOR: Efeito Joule • Olhe um resistor por dentro e veja como ele funciona. • Aumente a tensão da bateria para que mais elétrons fluam através do resistor. • Aumente a resistência para bloquear o fluxo de elétrons. • Verifique a corrente (i) do circuito e veja a mudança da temperatura no resistor. LINK http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/battery-resistor-circuit Pág. 59 Prof. Marco Valentim © 1. O que são as esferas azuis que se deslocam através das cargas do circuito positivo ou negativo? Comentários? 2. Aumente o valor da resistência do resistor e comente o que acontece com: (a) A corrente no circuito. (b) A velocidade das esferas azuis. (c) A tensão da bateria. (d) A temperatura do resistor. (e) As partículas verdes ao mudar o valor do resistor? (f) Por que (ou porque não) cada uma dessas mudanças ocorrem? 3. Aumente o valor da tensão da bateria e comente o que acontece com: (a) A corrente no circuito. (b) A velocidade das esferas azuis. (c) A resistência do resistor. (d) A temperatura do resistor. (e) As partículas verdes ao mudar o valor do resistor? (f) Por que (ou porque não) cada uma dessas mudanças ocorrem? DESENVOLVA AS RESPOSTAS LINK http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/battery-resistor-circuit EXERCÍCIO Pág. 60 Prof. Marco Valentim © Observe a figura: • A energia de entrada é igual ao somatório da energia de saída com a energia perdida ou armazenada no Sistema. Energia e Eficiência 16 Pág. 61 Prof. Marco Valentim © Eficiência na utilização da Energia: • Se entende por eficiência a capacidade de produzir realmente um efeito. • Em Física, eficiência dá a idéia de rendimento, denotando a relação entre os recursos consumidos e o resultado obtido com esses recursos. Energia e Eficiência Então, eficiência pode ser compreendida como uma relação entre a energia consumida e a energia efetivamente aproveitada. INEFICIÊNCIA “Qualquer atividade que absorve recurso, mas que não cria valor” (James Womack) Pág. 62 Prof. Marco Valentim © • O próprio processo de transformação de uma forma de energia em outra tem perdas associadas. • Depois de gerada a Energia Elétrica em uma usina, ela precisa ser transportada para chegar até os usuários finais. • No processo de transporte também há dissipação de Energia. Energia e Eficiência Pág. 63 Prof. Marco Valentim © Energia e Eficiência GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CONSUMO TRANSMISSÃO DA ENERGIA ELÉTRICA Termelétrica 41% (eficiência) Transmissão 11% (perdas) Edificações Fonte: EPE - ONS Pág. 64 Prof. Marco Valentim © Existem dois tipos de Potência: DISSIPADA (por Efeito Joule): P = R x i2 ÚTIL (a usada realmente para realizar Trabalho): P = V x i A soma das duas será a potência total do circuito. Eficiência de um aparelho elétrico Ptotal = Pdissipada + Pútil 17 Pág. 65 Prof. Marco Valentim © • A relação entre a potência útil e a potencia elétrica total fornecida ao aparelho é denominada eficiência (%). Eficiência de um aparelho elétrico Qual a sua análise sobre a fórmula apresentada? Pág. 66 Prof. Marco Valentim © • Voltímetro • Amperímetro • Ohmímetro Instrumentos Básicos de Medição Pág. 67 Prof. Marco Valentim © • Uma grandeza é uma propriedade de um corpo susceptível de ser medida, ou seja, à qual pode se atribuir um valor numérico. • Baseado nisso, existem também as grandezas elétricas, tais como tensão, corrente ou resistência, além de muitas outras. • As grandezaselétricas podem ser medidas pelos chamados instrumentos eletrônicos. • A seguir, serão explicados os Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros. Grandezas Pág. 68 Prof. Marco Valentim © • Voltímetro é um aparelho cuja finalidade é a medição de tensão elétrica. • Pode medir tanto tensão contínua como tensão alternada e unidade utilizada é o Volt. • Os portáteis são dotados de duas pontas de prova de acesso ao exterior, através das quais se pode medir a tensão aos terminais de uma fonte de tensão constante, entre dois quaisquer pontos de um circuito elétrico, ou ente um ponto e uma referência. • Ele pode ser usado para medições de pequeno valor, tais como de uma pilha (1,5V) ou bateria de um carro (12V) até tensões mais elevadas, como a presente nas tomadas residenciais. Voltímetro 18 Pág. 69 Prof. Marco Valentim © • Os voltímetros inicialmente eram analógicos; entretanto, as tecnologias se aperfeiçoaram e foram criados os digitais. Voltímetro Pág. 70 Prof. Marco Valentim © • A ligação de um voltímetro ao circuito é de tipo paralelo. • Isto quer dizer que durante a medição o instrumento constitui um caminho paralelo ao elemento ou circuito a diagnosticar. • Um voltímetro ideal realiza a medição da tensão sem absorver qualquer corrente elétrica (resistência infinita = muito alta), característica que garante a sua não interferência no circuito. (“não passa corrente pelo Voltímetro”) Voltímetro Voltímetro Ideal Pág. 71 Prof. Marco Valentim © • O voltímetro deve ser ligado em paralelo ao componente a ser medido. Voltímetro Pág. 72 Prof. Marco Valentim © A graduação da escala deverá ser maior que a tensão a ser medida. A leitura deve ser a mais próxima possível do meio da escala. No caso de um voltímetro analógico, ajustar o “zero” (sempre na ausência de tensão). Obedecer a posição de utilização (trabalho) indicada no aparelho. Cuidados na utilização do VOLTÍMETRO 19 Pág. 73 Prof. Marco Valentim © • Os amperímetros inicialmente eram analógicos; entretanto, as tecnologias se aperfeiçoaram e foram criados os digitais. Amperímetro Alicate Amperímetro mede a corrente sem precisar “cortar o fio”. Pág. 74 Prof. Marco Valentim © • Amperímetro é um aparelho cuja finalidade é a medição de corrente elétrica. • Pode medir tanto corrente contínua como corrente alternada e unidade utilizada é o Ampère. • Dependendo da qualidade do aparelho (analógico ou digital), pode possuir várias escalas que permitem seu ajuste para medidas com a máxima precisão possível. • Na medição de corrente contínua, deve-se ligar o instrumento (do tipo analógico) com o pólo positivo no ponto de entrada da corrente convencional, para que a deflexão do ponteiro seja para a direita. Amperímetro Pág. 75 Prof. Marco Valentim © • O amperímetro deve ser ligado sempre em série, para medir a corrente que passa por determinada região do circuito. • Para isso o amperímetro deve ter sua resistência interna muito pequena (resistência zero = muito baixa). • Se sua resistência interna for muito pequena, comparada às resistências do circuito, consideramos o amperímetro como sendo ideal. Amperímetro Amperímetro Ideal Pág. 76 Prof. Marco Valentim © • O amperímetro deve ser ligado em série com o circuito. Amperímetro i 20 Pág. 77 Prof. Marco Valentim © A graduação da escala deverá ser maior que a corrente a ser medida. A leitura deve ser a mais próxima possível do meio da escala. No caso de um amperímetro analógico, ajustar o “zero” (sempre na ausência de corrente). Obedecer a posição de utilização (trabalho) indicada no aparelho. Cuidados na utilização do AMPERÍMETRO Pág. 78 Prof. Marco Valentim © • Ohmímetro é um aparelho utilizado para medir resistências em um circuito, aplicando uma diferença de potencial (ddp) sobre o resistor e medindo a corrente que o percorre. • Ele deve ser ligado em paralelo com o elemento ou associação que se deseja medir a resistência elétrica. • O resistor precisa ser desconectado do circuito ao qual está ligado para ter sua resistência (Ω) medida por um ohmímetro. • Diferentemente da tensão e da corrente, a resistência não “queima” o aparelho de teste caso a escala selecionada não seja compatível com o valor da resistência a ser medida. Ohmímetro Nunca ligar o Ohmímetro a um circuito sob tensão ! Pág. 79 Prof. Marco Valentim © • Ohmímetro ligado aos terminais de um resistor. Ohmímetro Resistor Pág. 80 Prof. Marco Valentim © Nunca medir resistências em circuitos energizados, ou seja, no caso de medir resistências que fazem parte de um circuito este deve ser desligado e descarregado. Como o ohmímetro tem uma fonte de tensão nele incorporada, é necessário certificar-se que esta tensão não danifica o componente que está sendo medido. Não se deve tocar com as mãos os terminais do componente em teste para não colocar em derivação a resistência do próprio corpo. A graduação da escala deverá ser sempre maior que a resistência a ser medida. A leitura deve ser a mais próxima possível do meio da escala. Realizar o ajuste do zero do ohmímetro analógico. (curto-circuitar os terminais). Cuidados na utilização do OHMÍMETRO 21 Pág. 81 Prof. Marco Valentim © • Multímetro (ou multitester) é o aparelho que reúne todas as funções que vimos até agora. Ou seja, ele é usado para medir corrente elétrica, tensão e resistência elétrica (Ω). • A função do multímetro pode ser escolhida através da chave seletora localizada abaixo do painel. • Existem dois tipos de multímetros: o analógico (de ponteiro) e o digital (de visor de cristal líquido ou LCD). • Cada um tem sua vantagem: o analógico é melhor para testar a maioria dos componentes enquanto o digital é melhor para medir tensões e testar resistores. Multímetro Pág. 82 Prof. Marco Valentim © Multímetro Pág. 83 Prof. Marco Valentim © RESISTÊNCIA TENSÃO ALTERNADA DIODO e TRANSISTOR CORRENTE CONTÍNUA TENSÃO CONTÍNUA Multímetro Pág. 84 Prof. Marco Valentim © FONTE: http://www.fsc.ufsc.br/~tati/webfisica/eletricos/icf2_mod4_aula8/aula8_experim7.swf SIMULADOR: Multímetro 22 Pág. 85 Prof. Marco Valentim © Mostre esquematicamente como devem ser feitas as ligações de um voltímetro para medir a tensão no resistor R3. EXERCÍCIO Pág. 86 Prof. Marco Valentim © Mostre esquematicamente como devem ser feitas as ligações de um amperímetro para medir a corrente que flui através de R2. EXERCÍCIO Pág. 87 Prof. Marco Valentim © Mostre esquematicamente como devem ser feitas as ligações de um voltímetro e um amperímetro para medir a potência dissipada em R2. EXERCÍCIO Pág. 88 Prof. Marco Valentim © Mostre esquematicamente como devem ser feitas as ligações de um voltímetro e um amperímetro para medir a potência dissipada em R5. EXERCÍCIO
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