6-B Anexo 03 _ Instrumentos de medidasEA

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Instrumentação Aplicada – CAV/UDESC Prof. Carlos Augusto de Paiva Sampaio 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS - CAV 
CURSO: ENGENHARIA AMBIENTAL 
Disciplina: Instrumentação Aplicada 
 
Prof. Carlos Augusto de Paiva Sampaio 
LAGES/SC – BRASIL/Novembro - 2009 
 
 
ANEXO 03 
 
 
1. Introdução 
Em eletrônica basicamente existem três grandezas a serem medidas: tensão (U), corrente (I) e 
potência (P) e, os instrumentos usados para medi-las são chamados respectivamente de voltímetro, 
amperímetro e wattímetro. 
Os instrumentos podem dar uma indicação analógica ou digital. No caso dos instrumentos analógicos 
a base de seu funcionamento é um medidor de correntes muito baixas chamados de Galvanômetro de bobina 
móvel ou Galvanômetro de D'Arsonval, o qual consiste de uma bobina que pode ser movimentada e que 
está colocada entre os pólos de um imã. Quando circula corrente pela bobina haverá uma interação entre o 
campo do imã fixo e do eletroímã fazendo aparecer forças que provocarão um deslocamento da bobina 
móvel, deslocando junto um ponteiro o qual dará uma indicação. O ângulo deslocado será proporcional à 
intensidade da corrente através da bobina. Se calibrarmos a escala poderá efetuar uma medida de corrente. 
 
Figura 01: construção do galvanômetro 
Como se pode ver pela figura, os principais elementos construtivos de um galvanômetro de bobina 
móvel são: a) O mostrador (escala) e o ponteiro; b) O imã permanente; c) A bobina móvel; d) sistema de 
suspensão. 
 
 
Figura 02: Símbolo do galvanômetro 
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As principais características de tal aparelho são: resistência interna (Ri) e corrente de fundo 
de escala (IGM) ou ainda sensibilidade (S) definida como sendo S = 1/IGM sendo especificada em 
KV. Assim é que um instrumento que possui fim de escala de 50A, terá uma sensibilidade 
de 1 /50A = 20KV. 
 
2. Amperímetro 
Um amperímetro é um Galvanômetro com a escala ampliada, p. ex., se dispomos de um 
Galvanômetro com 100mA de fim de escala e desejamos construir um outro instrumento que meça até 
1mA, deveremos colocar em paralelo com o Galvanômetro uma resistência chamada de shunt que desvie o 
excesso (no caso 9,9mA). O circuito está indicado na Fig03. 
 
 
 
Figura 03: Ampliando a escala do galvanômetro - circuito equivalente 
 
 
 
Exemplo: 
Projetar um Amperímetro com fim de escala 5mA a partir de um Galvanômetro que tem 
RiG = 500 e sensibilidade de 5K/V. Qual o valor da sua resistência interna? 
 
 
 
- Primeiro deve-se calcular o fim de escala do Galvanômetro. 
 
Como S = 1/IGM ↔ IGM = 1/S = 1/5.103 = 0,2mA = 200A. Como a bobina do galvanômetro 
(simbolizada pela resistência interna 500) paralelo com o shunt (Rs), a tensão nos dois é a mesma, 
portanto pode-se escrever: RS. 4,8mA = 500. 0,2mA  
 
 
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Circuito com as correntes limites: 
 
Qual o significado do circuito acima? Quando entrar 5mA na associação paralelo (esta é a corrente 
que está sendo medida), o ponteiro do galvanômetro irá até o fim da escala, pois pela bobina está passando 
0,2mA (500 que é a corrente que faz o ponteiro ir até o fim da escala. A diferença (4,8mA) passa pelo 
"Shunt". Se estivesse entrando 2,5mA? neste caso pelo galvanômetro passaria 0,1mA, o que levaria o 
ponteiro até a metade da escala. 
Observe que a resistência interna do instrumento assim construído (amperímetro) vale: 
RiA=RiG//Rs, no nosso exemplo 20,83Qual a conseqüência do nosso instrumento ter uma 
resistência interna de Consideremos um exemplo de medida usando o instrumento acima. Na figura a 
seguir temos um circuito onde a corrente vale 5mA. O que acontecerá se inserirmos o nosso amperímetro 
para medir essa corrente? Estaremos adicionando uma resistência de 20que não existia antes. O valor que 
será realmente medido será outro, portanto existirá um erro, o qual será maior ou menor dependendo da 
qualidade do amperímetro. 
 
I(calculado ) = 1V / 2005mA I(medida) = 1V/2204,54mA 
 
Conclusão importante: Um amperímetro ideal deverá ter resistência interna NULA!!