Relatório Física I- Medidas Elétricas- Uso de Multímetro

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Universidade Federal de Santa Maria
Relato´rio 1
Medidas Ele´tricas- Uso de Mult´ımetro
Aluno Kenedy Matiasso Portella
Professor Hans Rogerio Zimermann
Disciplina FSC326 - Laborato´rio de F´ısica III
Experimento 12/04/2017 - Qua - 09:30-12:30
Santa Maria, 23 de Abril de 2016
Conteu´do
1 Objetivo 1
2 Revisa˜o Bibliogra´fica 1
2.1 Multimetros Analo´gicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.2 Multimetros Digitais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Func¸o˜es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 Procedimento Experimental 3
3.1 Materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.2 Me´todos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
4 Ana´lise dos Resultados 5
5 Conclusa˜o 7
6 Refereˆncias 8
7 Avaliac¸a˜o 9
1 Objetivo
O experimento tem como objetivo principal observar as func¸o˜es e deta-
lhes pra´ticos do aparelho de medic¸a˜o mult´ımetro. Como objetivo secunda´rio,
decidir qual das marcas de bateria usadas no experimento e´ mais indicada
para um circu´ıto de projetado para tensa˜o de 1,5V.
2 Revisa˜o Bibliogra´fica
Um mult´ımetro ou multiteste (multimeter ou DMM - digital multi me-
ter em ingleˆs) e´ um aparelho destinado a medir e avaliar grandezas ele´tricas.
Existem modelos com mostrador analo´gico (de ponteiro) e modelos com mos-
trador digital.
Utilizado na bancada de trabalho (laborato´rio) ou em servic¸os de campo,
incorpora diversos instrumentos de medidas ele´tricas num u´nico aparelho
como volt´ımetro, amper´ımetro e ohmı´metro por padra˜o e capac´ımetro, fre-
quenc´ımetro, termoˆmetro entre outros, como opcionais conforme o fabricante
do instrumento disponibilizar.
Diferentes fabricantes oferecem inu´meras variac¸o˜es de modelos. Oferecem
uma grande variedade de preciso˜es (geralmente destaca-se a melhor precisa˜o
para medidas em tensa˜o CC), n´ıvel de seguranc¸a do instrumento, grande-
zas poss´ıveis de serem medidas, resoluc¸a˜o (menor valor capaz de ser mos-
trado/exibido), conexa˜o ou na˜o com um PC, etc.
Segue abaixo, na figura 1, um modelo de mult´ımetro (analo´gico neste
caso), contendo os sesc¸o˜es ba´sicas de um multimetro. O modelo digital possui
as mesmas funcionalidades, porem possui um visor LCD ou LED.
2.1 Multimetros Analo´gicos
O mostrador analo´gico funciona com base no galvanoˆmetro, instrumento
composto basicamente por uma bobina ele´trica montada em um anel em
volta de um ı´ma˜. O anel munido de eixo e ponteiro pode rotacionar sobre o
ı´ma˜. Uma pequena mola espiral — como as dos relo´gios — mante´m o pon-
teiro no zero da escala. Uma corrente ele´trica passando pela bobina cria um
campo magne´tico oposto ao do ı´ma˜ promovendo o giro do conjunto. O pon-
teiro desloca-se sobre uma escala calibrada em tensa˜o, corrente, resisteˆncia
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Figura 1: Exemplar de mult´ımetro;
etc. Uma pequena faixa espelhada ao longo da escala curva do mostrador,
ajuda a evitar o erro de paralaxe.
Este equipamento possui o que chamamos de suspensa˜o, que trata de um
mecanismo que permite um movimento com baixo atrito.
Estes tambe´m possuem uma escala sobre a qual sa˜o realizadas as leituras.
Um modelo ba´sico de mult´ımetro analo´gio e´ ilustrado na figura 2.
Figura 2: Exemplar de mult´ımetro analo´gico;
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2.2 Multimetros Digitais
O modelo com mostrador digital funciona convertendo a corrente ele´trica
em sinais digitais atrave´s de circuitos denominados conversores ana´logo-
digitais. Esses circuitos comparam a corrente a medir com uma corrente
interna gerada em incrementos fixos que va˜o sendo contados digitalmente
ate´ que se igualem, quando o resultado enta˜o e´ mostrado em nu´meros ou
transferidos para um computador pessoal. Va´rias escalas divisoras de tensa˜o,
corrente, resisteˆncia e outras sa˜o poss´ıveis.
Sua caracter´ıstica ba´sica e´ a conversa˜o dos sinais analo´gicos de entrada
em dados digitais, sendo esta conversa˜o realizada por circuitos eletroˆnicos.
O que torna sua identificac¸a˜o evidente e´ seu display (visor), que pode ser de
2 tipos: LED ou LCD.
2.3 Func¸o˜es
Volt´ımetro: Esta func¸a˜o e´ utilizada para medir tenso˜es AC/DC; Um
volt´ımetro considerado ideal apresenta na entrada uma resisteˆncia ele´trica
de valor infinito, de forma que a corrente que o percorre e´ nula, assim na˜o se
estabelece uma diferenc¸a de potencial no aparelho, garantindo assim a na˜o
interfereˆncia do aparelho no funcionamento do circuito.
Amper´ımetro: Esta func¸a˜o e´ utilizada para medir correntes. Um am-
per´ımetro e´ considerado como ideal quando possui resisteˆncia interna igual a
zero, ou seja, equivale a um curto-circuito. Na pra´tica, a menos que se busque
grande exatida˜o em uma medida, pode-se considerar que os amper´ımetros sa˜o
ideais.
Ohmı´metro: Esta func¸a˜o e´ utilizada para medir resistividade. Um ohmı´me-
tro considerado como ideal mede a resisteˆncia conectada entre seus terminais
e entrega poteˆncia nula ao resistor.
3 Procedimento Experimental
3.1 Materiais
Para o procedimento em quasta˜o foi utilizado um Mult´ımetro digital (fi-
gura ilustrativa 3) e um conjunto de baterias (1,5V e 9V) contendo 58 uni-
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dades.
Figura 3: exemplar de mult´ımetro digital;
3.2 Me´todos
Para o procedimento reagrupamos as pilhas em grupos distintos, de acordo
com a marca. Assim a divisa˜o final ficou segundo a tabela 1.
Marca Quantidade (Un.)
Rayovac 8
Duracel 3
AVAT 8
Panasonic 2
Powerfullcell 11
GOLD 10
ELGIN 10
AlfaCell 6
Tabela 1: Unidades analisadas de cada marca;
Para avaliac¸a˜o das baterias utilisamos o mult´ımetro na opc¸a˜o ”Vw”que
representa a tensa˜o em corrente cont´ınua.
Apo´s medir a tensa˜o em cada unidade, obtemos os resultados tabelados
nas tabelas 2 e 3. E enta˜o foram aplicados testes estat´ıscicos sobre os dados
amostrais obtidos.
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Rayovac Duracel AVAT Panasonic
1,530 1,478 1,560 1,490
1,515 1,502 1,580 1,511
1,579 1,528 1,560 -
1,571 - 1,580 -
1,567 - 1,571 -
1,568 - 1,568 -
1,534 - 1,581 -
1,579 - 1,582 -
Tabela 2: medidas das marcas: Rayovac, Duracel, AVAT e Panasonic
Powerfullcell GOLD ELGIN AlfaCell
9,540 1,581 1,605 1,605
4,680 1,583 1,597 1,602
6,620 1,591 1,593 1,598
1,870 1,592 1,592 1,604
4,690 1,586 1,595 1,605
9,430 1,584 1,591 1,605
3,220 1,585 1,604 -
6,330 1,584 1,601 -
9,540 1,594 1,603 -
4,730 5,595 1,597 -
9,100 - - -
Tabela 3: medidas das marcas: Powerfullcell, GOLD, ELGIN e AlfaCell
4 Ana´lise dos Resultados
Apo´s os tratamentos estat´ısticos obtemos a tabela abaixo, contendo media
das medidas, para cada marca e o desvio padra˜o para casa subdivisa˜o. Onde:
A me´dia e´ obtida atrave´s de:
x =
∑n
i=1
xi
n
5
O desvio padra˜o, representado por σ e´ dado por:
σ =
√√√√ n∑
i=1
(xi − x)
n− 1
Marca Me´dia DP(σ)
Rayovac 1,555 0,025
Duracel 1,503 0,025
AVAT 1,573 0,009
Panasonic 1,501 0,015
Powerfullcell 6,341 2,748
GOLD 1,588 0,005
ELGIN 1,598 0,005
AlfaCell 1,603 0,003
Tabela 4: Unidades analisadas de cada marca;
Com os mesmos dados da tabela acima, com o aux´ılio de um sofrware
trac¸amos o gra´fico abaixo descrito, que permite observar com mais clareza o
comportamento das medidas. Nele omitimos os dados da marca Powerfull-
cell, devido a sua grande disperc¸a˜o, que faz com que os demais dados fiquem
mascarados no gra´fico.
Figura 4: Gra´fico de disperc¸a˜o dos poteˆnciais
Onde os dados 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 representam respectivamente as marcas
Rayovac, Duracel, AVAT, Panasonic, GOLD, ELGIN, AlfaCell.
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5 Conclusa˜o
A partir de ana´lise dos resultados obtidos, considerando o n´ıvel de pre-
cisa˜o das medidas obtidas, e considerando um circuito onde a tensa˜o na˜o
possa sofrer grandes variac¸o˜es, que a melhor bateri, para a situac¸a˜o e´ da
marca Panasonic, pois ale´m de apresentar um potencial muito pro´ximo ao
desejado,possui um desvio padra˜o muito baixo, o que significa que as bate-
rias tem comportamento homogeˆneo e aproxuimadamente o desejado.
Ale´m disso, e sobretudo podemos afirmar que fomos bem-sucedidos no
que diz respeito a obter familiaridade ao uso de mult´ımetros.
7
6 Refereˆncias
[1] David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; Fundamentos de F´ısica,
Volume 3, 8a edic¸a˜o, Sa˜o Paulo 2010;
[2] Richard P. Feynman, Robert B. Leighton e Matthew Sands; The Feyn-
man Lectures on Physics, Extended Edition, 2005;
[3] Wikipe´dia; Dispon´ıvel em ¡https://pt.wikipedia.org/wiki/Mult´ımetro¿,
acessado em 23/04/2017- 18:18;
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7 Avaliac¸a˜o
Item Elemento Textual Nota
1 Capa Padra˜o: preenchimento completo e leg´ıvel
2 Itens: organizac¸a˜o e encadeamento lo´gico do trabalho.
3 Resumo: correspondeˆncia do resumo com o conteu´do do traba-
lho.
4 Introduc¸a˜o Teo´rica ao Tema: leis f´ısicas do experimento aborda-
das e relacionadas com o experimento e clareza dos objetivos.
5 Procedimento experimental: descric¸a˜o do procedimento utili-
zado incluindo relac¸a˜o do material utilizado, esquemas e figuras
quando necessa´rio.
6 Dados das medic¸o˜es: apresentac¸a˜o de todas as grandezas medi-
das e adotadas no experimento, com as respectivas unidades.
7 Ana´lise dos dados e resultados: fo´rmulas e ca´lculos corretos,
resultados apresentados com o uso adequado dos algarismos sig-
nificativos e unidades de medidas.
8 Concluso˜es: discussa˜o da validade ou na˜o dos resultados encon-
trados, considerando-se a precisa˜o dos equipamentos e valores de
refereˆncias teo´ricas.
9 Bibliografia: e´ apresentada bibliografia pertinente.
Tabela 5: Unidades analisadas de cada marca;
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