Relatório de Física Prática 11 Voltímetro

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OBJETIVOS 
 Esta prática foi realizada com os seguintes objetivos: 
 Conhecer e utilizar as funções voltímetro e amperímetro de um multímetro digital; 
 Estudar como se modifica a corrente em um circuito quando se varia a voltagem, 
mantendo constante a resistência; 
 Estudar como se modifica a corrente em um circuito quando se varia a resistência, 
mantendo constante a tensão aplicada. 
 
MATERIAL 
 Fonte de Tensão regulável; 
 Placa de circuito impresso; 
 Placa com 6 resistores iguais em série; 
 Multímetros digitais (dois); 
 Cabos (cinco). 
 
FUNDAMENTOS 
 Neste experimento, usaremos novamente o multímetro, aparelho apresentado na 
prática 10 (Resistores e Ohmímetro), desta vez em suas funções voltímetro e 
amperímetro, para medir as tensões e correntes, respectivamente, em sistemas montados 
ao longo da prática. 
VOLTÍMETRO 
 A tensão elétrica é a diferença entre o potencial elétrico de dois pontos. 
Basicamente, seria a “força” necessária para mover os elétrons do primeiro ao segundo 
ponto, gerando assim uma corrente elétrica. A tensão pode se manifestar de duas formas, 
contínua (VDC) e alternada (VAC). Na tensão contínua, a polaridade entre os pontos não 
muda, de forma que há sempre um polo positivo e um negativo. Já na corrente alternada, 
a polaridade entre os pontos muda de acordo com uma frequência medida em Hertz (Hz). 
 No multímetro utilizado nesta prática, há dois medidores de tensão, para serem 
aplicados à tensão contínua e alternada, que devem ser operados com cuidado, uma vez 
que medir tensões com uma escala menor pode provocar problemas. Para fazer medições 
com o voltímetro, o mesmo deve ser colocado em paralelo aos componentes cuja tensão 
quer obter-se. 
AMPERÍMETRO 
 A outra grandeza trabalhada nesta prática é a de corrente elétrica (i), que pode ser 
medida em ampères (A), e significa o fluxo de elétrons em uma região de um circuito ao 
longo de um intervalo de tempo. A função utilizada para medir correntes elétricas é o 
amperímetro. A corrente elétrica também pode ser dividida em duas, corrente contínua e 
corrente alternada, porém o multímetro só mede correntes contínuas. 
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 Para realizar medições com o amperímetro, o mesmo deve ser ligado em série no 
circuito de interesse, de forma alguma este deve ser ligado em paralelo. Deve sempre ser 
utilizada uma escala apropriada, a fim de evitar problemas, e uma vez que o valor da 
corrente for desconhecido, deve-se utilizar a escala mais alta e, então, reduzi-la, se 
necessário. 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Procedimento 1: Utilizando o Voltímetro 
 Antes de começarem as medições, foi pedido que se anotasse as escalas de 
corrente contínua (DC) do voltímetro, estas foram: 200mV, 2V, 20V, 200V e 600V. Em 
seguida, a fonte de tensão foi ligada em 10V, e o voltímetro foi ajustado para 20V para 
que fosse feita a medição nos terminais da fonte, e o valor obtido foi de 9,78V. 
 Em seguida, a fonte foi ligada à placa com 6 resistores iguais em série, e o 
amperímetro foi conectado ao circuito para medir as tensões de acordo com o pedido na 
tabela a seguir, que contém os valores destas medições: 
 V01 V02 V03 V04 V05 
Valor Medido 2 3,37 5,83 8,87 9,79 
Escala Utilizada 20V 20V 20V 20V 20V 
 V15 V12 V23 V34 V45 
Valor Medido 7,77 1,36 2,45 3,03 0,9 
Escala Utilizada 20V 20V 20V 20V 20V 
 
 Depois, foi pedido para verificar se V05 = V01 + V12 + V23 + V34 + V45. 
Valor esperado para V05 = 9,79V 
Valor obtido para V05 = 2 + 1,36 + 2,45 + 3,03 + 0,9 = 9,74V 
Erro percentual = 0,5% 
 
 Agora, para medirmos tensões alternadas, uma observação deve ser feita: a tensão 
medida pelo multímetro é chamada de tensão eficaz (VEF). O valor da tensão eficaz é 
dado por: VEF = VP/√2, onde VP é o valor máximo, chamado de valor de pico da tensão. 
A tensão eficaz possui o seguinte significado: é o valor de tensão constante que aplicado 
a um mesmo resistor que a tensão senoidal em questão, produziria a mesma dissipação de 
potência. 
 A partir disso, foi pedido para medir-se as tensões alternadas da tomada da 
bancada e das saídas da fonte de tensão. Os resultados são apresentados na tabela a seguir: 
 Vnominal (V) Escala (V) VEF MEDIDO (V) VPICO (V) 
TOMADA DA MESA 220 600 216 305,47 
SAÍDA DA FONTE 6V 6 20 5,7 8,06 
SAÍDA DA FONTE 12V 12 20 11,7 16,55 
 
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Procedimento 2: Utilizando o Amperímetro 
 Assim como no procedimento 1, neta parte nós começamos anotando as escalas 
de grandeza do Multímetro, desta vez para corrente elétrica, e as escalas são: 200uA, 
20mA, 200mA. Após isso, foi pedido para se calcular a maior corrente nominal que pode 
ser obtida com uma resistência de 120 kΩ, visto que a maior tensão possível é a da fonte, 
de 10 V. A seguir temos: 
V = 10V 
R = 120 kΩ 
V = R x i 
i = 0,83 uA 
 
 Em seguida, foi montado um circuito com a fonte de tensão, os 5 resistores iguais 
em série, o amperímetro (também em série) e o voltímetro (este em paralelo aos 
resistores). A partir daí a tensão da fonte foi modificada gradativamente, para que se 
pudesse medir a variação de corrente elétrica e dessa forma, a resistência do circuito. Os 
resultados foram dispostos na tabela abaixo: 
V(nominal) V(efetiva) I (uA) V/I (Ohms) 
2 1,99 16 0,124 x 106 
4 3,88 32 0,121 x 106 
6 5,86 49 0,120 x 106 
8 7,87 66 0,119 x 106 
10 9,81 83 0,118 x 106 
 
 Em seguida, a fonte de tensão foi ajustada para 10V, com o auxílio do Voltímetro, 
e foram calculadas as resistências e correntes que seguem na tabela abaixo: 
Resistores RMEDIDO (Ω) I (uA) 
R1 0,117 x 10
6 83 
R1 + R2 0,238 x 10
6 41 
R1 + R2 + R3 0,358 x 10
6 27 
R1 + R2 + R3 + R4 0,477 x 10
6 20 
R1 + R2 + R3 + R4 + R5 0,597 x 10
6 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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QUESTIONÁRIO 
1. Indique a escala do multímetro que você utilizaria para medir as seguintes 
tensões: 
a) Arranjo de 6 pilhas comuns em série 
b) Alimentação de um chuveiro elétrico residencial 
c) Bateria de um automóvel 
a) Como a tensão de uma pilha comum é de 1,5V e a tensão equivalente de uma 
associação em série é o somatório das tensões, temos que Veq = 6 x 1,5 = 9V. 
Logo, a escala mais adequada para esta medição é a de 20V. 
b) O chuveiro elétrico é alimentado pela eletricidade que chega às nossas 
residências, e aqui no Ceará, a alimentação é feita com uma tensão de 220V. Logo, 
a escala utilizada seria a de 600V. 
c) A bateria de automóvel tem 12V, logo a escala de medição usada seria a de 
20V. 
 
2. Considere o circuito ao lado onde R1 = 200Ω e R2 = R3 = 300Ω. Sabendo que 
a fonte está regulada em 10V, determine a voltagem a que está submetido 
cada um dos resistores R1, R2 e R3. 
Fazendo R2 e R3 paralelo, temos que: U = R x i, temos: 
Req1 = (300x300)/300+300 U1 = 200 x 0,0286 = 5,72V 
Req1 = 150Ω U2 = U3 = (150 X 0,0286)/2 =2,15V 
Fazendo R e R em série, temos que: 
Req = Req1 + R1 
Req = 150 + 200 = 350 Ω 
Sabendo que U = Req x i, 
10 = 350 x i 
i = 0,0286 A 
 
3. Considere que no circuito esquematizado abaixo: E = 10V, R1 = 1kΩ, R2 = 
100Ω e R3 = 10Ω. 
a) Desenhe o circuito novamente, mostrando como você ligaria um 
amperímetro para medir a corrente fornecida pela fonte E. 
b) Faça um outro desenho mostrando como medir a corrente em R1. 
 
 
 
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a) b) 
 
4. Em relação ao circuito da questão anterior, calcule a corrente em cada 
resistor e indique a escala do amperímetro apropriada em cada caso. 
Calculando-se a Req entre os resistores R1 e R2, tem-se: 
Req1 = (1*0,1)/(1 + 0,1) Req1 = 0,09 KΩConsiderando-se R3 e Req1 em série, tem-se que a resistência equivalente total é: 
Req = Req1 + R3 
Req = 0,09 + 0,01 = 0,10 kΩ ou 100 Ω 
 
U = Req * i 10 = 100 * i i = 0,1 A 
Assim i3 = 0,1 A 
Como R1 e R2 estão em paralelo, a tensão será a mesma, logo: 
Em R1: U=1000*i1 
Em R2: U = 100*i2 
Sabendo que i1+i2 = i e as ddps entre os resistores R1 e R2 são iguais, tem-se: 
1000i1=100i2 
10i1=i2 ; i1+i2 = 0,1 A ; 11 i1 = 0,1 
i1 = 0,0091 A ( corrente de R1); i2 = 0,0909 A ( corrente de R2) 
 
Escala para corrente 1: 20 mA 
Escala para corrente 2: 200 mA 
Escala para corrente 3: 200 mA 
 
5. Faça o gráfico de V versus I com os resultados da tabela 11.4. 
 
6 
 
 
 
6. Faça o gráfico de I versus R com os resultados da tabela 11.5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12
C
o
rr
en
te
 (
u
A
)
Tensão (V)
I versus A
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
R
es
is
tê
n
ci
a 
(Ω
)
Corrente (uA)
I versus R
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CONCLUSÃO 
 Por meio desta prática, pôde-se aprender como utilizar o multímetro nas suas 
funções voltímetro e amperímetro, para medir tensões e correntes em circuitos elétricos. 
Pudemos aprender mais sobre diferença de potencial e corrente elétrica e suas 
propriedades, como a divisão proporcional de tensão ao encontrar uma associação de 
resistores em paralelo. Pôde-se também aprender sobre os cuidados necessários que 
devem ser tomados ao realizar medições com o multímetro, dependendo de sua função, e 
como integrá-lo a um circuito, dependendo de sua finalidade. Vimos também como 
reagem as grandezas de tensão, corrente e resistência quando uma é mantida constante e 
as outras são manipuladas, para aprofundar nosso conhecimento sobre circuitos elétricos. 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Livros 
DIAS, Nildo Loiola. Roteiro de aulas práticas de física. Fortaleza: Departamento de 
Física UFC, 2016 
 
Sites 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Tensão elétrica "; Brasil Escola. Disponível em 
<http://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm>. Acesso em 20 de novembro 
de 2016.