3 PRÁTICA 2 – USO DE APARELHOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA
Andre Fernandes Cordeiro 91710670
Breno Martins de Paula 91710912
Matheus Rodrigues de Deus 91710526
Rafael Campus de Oliveira Penha 91710815
Aulas Práticas no Laboratório de Física:
PRÁTICA 2 – USO DE APARELHOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS
Sete lagoas
2018
Andre Fernandes Cordeiro 91710670
Breno Martins de Paula 91710912
Matheus Rodrigues de Deus 91710526
Rafael Campus de Oliveira Penha 91710815
Aulas Práticas no Laboratório de Física:
PRÁTICA 2 – USO DE APARELHOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS
Relatório apresentado como requisito de avaliação do Curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário Una para aprovação em disciplina Física Eletricidade e Magnetismo.
Professor: Sérgio Henrique de Souza
Sete Lagoas
16/03/2018
Resumo
 Este relatório tem como proposta, apresentação de valores obtidos a partir de medições (quantificação e identificação) de grandezas elétricas utilizando alguns instrumentos para determinação dos mesmos, através da grandeza identificada pelo instrumento e a forma de ligação deste aparelho.
SÚMARIO
Introdução......................................................5 
 
Objetivo..........................................................6
Parte Experimental.........................................7
Material..........................................................7
Procedimentos...............................................7
Discursão.....................................................12
Conclusão.....................................................14
Referências Bibliográficas.............................15
Introdução
 Medir nada mais é do que estabelecer uma reação numérica entre uma grandeza e outra de mesma, da mesma espécie dotada de uma unidade. Medidas elétricas só podem ser realizadas com a utilização de instrumentos medidores que permitem a quantificação de grandezas cujo valor não poderia ser obtido através dos sentidos humanos. Padrão é a grandeza que serve de base ou referência para a medição das quantidades ou das qualidades das medidas. Erros são inerentes a todo tipo de medida e podem ser minimizados, porém nunca completamente eliminados. Em medidas elétricas consideramos dois tipos de erros: Grosseiros: São sempre atribuídos ao operador do equipamento e, de uma maneira geral, pode-se dizer que resultam da falta de atenção. A ligação incorreta do instrumento, a transição equivocada do valor de uma observação. Sistemático: Devem-se a deficiência do instrumento ou métodos empregados e as condições sob quais a medida é realizada. Sendo que pode apresentar esse erro por parte do instrumento ou por condições ambientais. Aleatório: Também chamado erros acidentais, devem-se a fatores impontáveis, como a ocorrência de transitório em uma rede elétrica ruídos elétricos provenientes de sinais espúrios. Como não pode ser previsto, sua limitação é impossível.
Objetivo
 Manipular uma fonte de tensão; realizar medidas de tensão, corrente e resistência com um multímetro digital; montar circuitos elétricos simples.
Parte Experimental
 3.1 Materiais 
 1 fonte de tensão variável; 
 1 multímetro digital; 
 2 pares de cabos banana/jacaré; 
 1 pilha de 1,5 V; 
 1 resistor de 100 ohms e 1 de 220 ohms; 
 1 placa para montagem de circuitos.
Figura 1
 3.2 Procedimentos
Parte I - Efetuando medidas de tensão elétrica 
Medidas de tensão em fontes
1 – Ligue a fonte de tensão variável e ajuste a tensão para um valor de 6 V. Para isto gire os potenciômetros de ajuste da tensão de saída. 
2 – Conecte as garras jacaré dos cabos do voltímetro aos bornes de saída de tensão da fonte (vermelho do voltímetro ao vermelho da fonte e preto do voltímetro ao preto da fonte). Anote o valor da tensão mostrada pelo voltímetro com sua respectiva incerteza. 
3 – Compare o valor indicado no display da fonte com o mostrado no display do voltímetro. Há diferenças? Se não há, você pode usar o voltímetro da fonte como uma referência. Inverta os cabos do voltímetro que estão ligados à fonte (vermelho do voltímetro ao preto da fonte e preto do voltímetro ao vermelho da fonte). O que acontece?
Resposta: Ao ajustar a tensão da fonte para 6(V) foi feita a medição no voltímetro e encontrado o valor de 6,03(V), portanto sim, há diferença. O método de medição do voltímetro é mais confiável. Invertendo os cabos, teremos a troca do sinal da tensão.
4 – Conecte os cabos do voltímetro à pilha de 1,5 V. Anote o valor encontrado para a tensão da pilha com a respectiva incerteza. 
 Tensão: 1,48(V) 
 Incerteza: 0,0099
5 – Agora mude o fundo de escala do voltímetro para medir tensões contínuas até 2 V. Refaça a medida da tensão da pilha com o voltímetro e anote o valor encontrado com a respectiva incerteza. Há diferenças entre a leitura feita neste item e a leitura feita no item 4? Como você explica estas diferenças?
 Tensão: 1,502(V) 
 Incerteza: 0,001
 Sim, há diferença por que a escala de 2 V está mais próxima da diferença de potencial fornecida pela pilha e quanto menor a escala mais precisa a medição.
 b) Medidas de tensão em elementos do circuito elétrico
1 – Volte a chave seletora do multímetro para o fundo de escala de 20 V. 
2 – Monte um circuito como o representado na figura 2 utilizando os 2 resistores, a placa para montagem de circuitos e a fonte de tensão previamente ajustada em 6,0 V (use outros 2 cabos banana/jacaré para conectar a fonte aos resistores). A placa para a montagem de circuitos está mostrada na figura 3(a).
Figura 2
Figura 3
Nesta placa há uma série de elementos que permitem uma variedade de explorações. Como exemplo, utilizamos neste experimento as ilhas 3, 7 e 8 (veja as fotografias na Figura 4). Cada ilha pintada de branco possui conexão elétrica entre as duas molinhas, mas são isoladas de outra ilha. Por exemplo, na ilha 3, as duas molinhas estão eletricamente ligadas, mas estão eletricamente isoladas de todas as outras ilhas e elementos da placa. Estas molinhas são úteis para a inserção dos terminais de elementos como resistores, diodos, capacitores e fios desencapados. Para a montagem do circuito da figura 2 na placa você deverá ligar, por meio de um plugue banana/jacaré, o borne positivo da fonte a uma das molinhas da ilha 8. Um dos terminais de um dos resistores deve ser ligado à outra molinha da ilha 8 e o outro terminal desse resistor deve ser conectado à ilha 7. O outro resistor deve ter seus terminais conectados às molinhas das ilhas 7 e 3. Por fim, o cabo preto da fonte deve ser conectado à ilha 3. As fotografias da Figura 4 mostram uma visão geral da montagem e um detalhe dos resistores com o circuito conectado à fonte e o voltímetro conectado ao resistor R1
Figura 4
3 – Nesse circuito meça as tensões nos terminais dos resistores R1 e R2, conectando o voltímetro como mostra a figura 5 (a) e (b) (a fotografia da figura 4 à direita é uma maneira de executar a figura 5 (a). Meça também a tensão nos terminais da fonte (figura 5 (c)). Anote esses valores com suas respectivas incertezas.
Figura 5
Resposta: Para R1 - Tensão: 1,85 V Incerteza: 0,014 V
Para R2 - Tensão: 4,17 V Incerteza: 0,048 V Para o terminal da fonte - Tensão: 6,03 V Incerteza: 0,006 V
Efetuando medidas de tensão elétrica Situação (c): corrente = 18,39 A incerteza = 0,09
Parte II - Efetuando medidas de resistência elétrica
No circuito montado na parte anterior (figura 2) você fará medidas de corrente elétrica. Para istoserá necessário, inicialmente, configurar o multímetro como amperímetro. 
1 – Configure o multímetro como amperímetro conectando o cabo vermelho ao terminal 8 do multímetro e girando a chave seletora para medir correntes contínuas até 20 mA. 
Para medir a corrente elétrica é necessário que o amperímetro esteja ligado em série com os elementos do circuito. Para isso, você deverá abrir o circuito, retirando um dos terminais dos elementos do circuito de cada vez e inserindo entre eles o amperímetro. Você deverá conectar o amperímetro em três pontos distintos do circuito, conforme mostra a figura 6 (a), (b) e (c).
Figura 6
2 – Meça o valor da corrente em cada situação: (a), (b) e (c). Anote o valor encontrado com a respectiva incerteza. 
Resposta: Situação (a): corrente =18,39 A incerteza = 0,09
Situação (b): corrente =18,39 A incerteza = 0,09
Situação (c): corrente = 18,39 A incerteza = 0,09
3 – O fato de colocar o amperímetro em pontos diferentes do circuito (a, b ou c, na figura 16) altera o valor da corrente? Você consegue dar uma explicação para isso?
Resposta: Não, o circuito montado está em série, a corrente não se altera e não altera os valores medidos.
Parte III - Efetuando medidas de resistência elétrica
Nesta parte da atividade você fará medidas da resistência elétrica dos dois resistores utilizados no circuito representado na figura 2. Para isto será necessário configurar o multímetro como ohmímetro. 
1 – Para configurar o multímetro como ohmímetro conecte o cabo vermelho no terminal 6 do multímetro. Gire a chave seletora de modo a escolher a faixa destina à medida de resistências elétricas com um fundo de escala de 200 Ω. 
2 – Retire os resistores do circuito. Não basta apenas desligar a fonte na chave, pois os capacitores internos da fonte podem manter alguma tensão sobre os resistores e isto fará com que a leitura seja prejudicada e em alguns casos danifique o próprio ohmímetro. 
3 – Conecte as garras jacaré dos cabos do ohmímetro diretamente aos resistores R1 e R2. Faça isso com um resistor de cada vez, como mostram as representações da figura 7. Você deve ter notado que ao medir um dos resistores o ohmímetro indicou um valor aproximadamente igual 18 a 100Ω, porém, para o outro resistor o ohmímetro indicou o número 1. Isso significa que o fundo de escala é menor que o valor da resistência que você está tentando medir. Você deve então girar a chave seletora do multímetro e escolher um fundo de escala maior, por exemplo, 2 K. Faça isso e refaça a medição. Anote o valor da resistência de cada resistor com a respectiva incerteza.
Figura 7
Resposta: Para R1 - Resistência: 9,4 Ω Incerteza: 1,5 
Para R2 - Resistência: 217 Ω Incerteza: 2
3.3 Discursão
No procedimento I, encontramos medidas de tensão diferentes do esperado, quando se leva em consideração as medidas de incerteza calculadas. Houve uma distorção nos valores encontrados nas medidas. Observamos que a tensão é diretamente proporcional a resistência.
Durante a execução do procedimento I, as resistências encontradas se distanciaram um pouco dos valores esperados quando somadas as incertezas aos valores encontrados, uma vez que os resistores possuíam medidas de 100 Ω e 220 Ω.
Os resultados obtidos estão coerentes com o esperado? Que cuidados foram tomados para a realização correta das medidas? Observou algo que possa gerar erro nas medidas?
Para encontrar medidas mais precisas, devemos sempre usar o medidor na forma correta da medida, em ampéres (A), volts (V) e resistência (Ω). As incertezas devem ser corretamente calculadas para a maior exatidão dos resultados. Observou-se também que quanto maior a tensão do sistema, maior será a resistência equivalente, e que no circuito em série a corrente permanece a mesma.
Conclusão
 Com os experimentos dessa prática pudemos contextualizar os conceitos de tensão, corrente e resistência elétricas, pela discussão do seu significado físico e da sua medida, pelo estabelecimento de analogia e pela montagem e execução da medida experimental dessas grandezas num circuito; 
- conhecer os aparelhos de medida (amperímetros, voltímetros e ohmímetro contidos em um multímetro digital) e seu uso (modo de emprego, escolha da escala mais apropriada, leitura da medida e incerteza experimental); 
- realizar medidas de tensão, corrente e resistência; 
- discutir o efeito dos aparelhos de medida. 
Referências Bibliográficas 
-D. Halliday, R. Resnick e J. Walker, Fundamentos de Física, volumes 2, 4 - 4a edição, Editora LTC;2001;
- F. Keller, W.E. Gettys e M.J. Skove, Física Editora Makron Books do Brasil, 1999.