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CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS AMÉRICAS ESCOLA DE ENGENHARIA E EXATAS Eletricidade Aplicada Roteiro 01 Instrumentos de Medidas Elétricas – Multímetro 2020/2 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 2 Nome: Christopher Menegat Bordin RA: 228109 Turma: Engenharia Química Nome: Jhonata Souza RA: 00249809 Turma: Engenharia Química Nome: Joyce Lisboa RA: 00262893 Turma: Engenharia Química Nome: Karla Kíssila Oliveira RA: 00249941 Turma: Engenharia Química Nome: Leonardo Santos RA: 195209 Turma: Engenharia Química Nome: Nathalia Vanzini RA: 228479 Turma: Engenharia Química Nome: Silvio Henrique Santana Raposo RA: 00262648 Turma: Engenharia de Produção DATA: ______/_____/ 2020 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 3 1. Objetivo Fazer com que o aluno conheça e manuseie devidamente o multímetro (no caso de laboratório virtual a correta utilização do multímetro para leitura de resistência, tensão e corrente elétrica). 2. Material Necessário (virtuais) • Multímetros. • Baterias de 1,5V • Resistores • Protoboard 3. Multímetro O multímetro real digital e virtual (figura 1) é um instrumento de medição versátil, pois permite medir corrente, tensão e resistência elétricas. Alguns modelos também são capazes de medir capacitância e temperatura, mas essas características não serão exploradas nesse experimento. No multímetro real se usa o seletor para escolher a medida a ser feita. No multímetro virtual basta clicar sobre ele que abrirá um menu ao lado para escolha de amperímetro, voltímetro e ohmímetro. 3.1. Utilização do multímetro como Ohmímetro Nessa função, o multímetro mede a resistência elétrica, cuja unidade no S.I. é o ohm (). Para tanto, deve ser inserido em paralelo nos resistores. Caso a resistência a ser medida não seja conhecida, deve-se iniciar a medição com uma escala maior e diminuí-la, caso necessário. Não se deve medir resistência de um resistor com ele colocado em um circuito com outros equipamentos ou resistores. Figura 1: Multímetro rea l digital e virtual. FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 4 3.2. Utilização do multímetro como Voltímetro Nessa função, o multímetro (figura 1) mede a tensão elétrica, também conhecida como diferença de potencial (d.d.p), cuja unidade no S.I. é o volt (V). Para tanto, deve ser inserido em paralelo no circuito. Caso a tensão a ser medida não seja aproximadamente conhecida, deve-se proceder como no caso anterior, ou seja, iniciando a medição com uma escala maior. Se a tensão a ser medida for contínua, deve-se prestar atenção na polaridade da ligação. 3.3. Utilização do multímetro como Amperímetro Nessa função, o multímetro mede a corrente elétrica de um circuito elétrico, cuja unidade no S.I. é o ampère (A). Para tanto, deve ser inserido em série no circuito. É preciso atenção para escolha da escala adequada, tanto para o sucesso da medição, quanto para não danificar o instrumento. Em caso de dúvida, deve-se iniciar a medição utilizando a escala maior, se esta for muito alta, diminui-se gradativamente o valor da escala. 4. Protoboard ou matriz de contato Figura 2: Protoboard real e virtual FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 5 Uma maneira prática de trabalhar com os componentes eletrônicos de um circuito é utilizar uma matriz de contato (protoboard). Essa placa para protótipos é usada para montagens de circuitos temporários, sem o uso de soldas. Os terminais dos componentes são introduzidos em orifícios da placa dispostos de forma ordenada, que se incumbe das conexões básicas. É, na prática, um circuito impresso provisório. Não só os terminais dos componentes, como também, as interligações, mediante fios (jumpers) podem ser fixados nos orifícios dessa placa. A Figura 2 mostra um protoboard real típico, onde estão dispostos os pontos impressos para as conexões. Colunas 2-5-6-9 → São contatos verticais independentes, ou seja, cada coluna é composta 25 orifícios ligados em série entre si. Linhas 3-4-7-8 → São contatos horizontais independentes, ou seja, cada coluna apresenta um canal com 5 orifícios ligados em série entre si. Contatos 1 → São bornes para ligação da fonte de tensão. São necessários fios (jumpers) para interligá-los aos contatos do protoboard. Em geral o vermelho corresponde à fase e o preto ao neutro (terra). Na Figura 2 também se apresenta um protoboard virtual (matriz de contato ou placa de ensaio). Os contatos elétricos são semelhantes ao protoboard real. 5. Procedimento Experimental ATENÇÃO: para cada atividade do procedimento realizado tire print screen e cole no apêndice. Medição da resistência elétrica de um componente: 5.1. Selecione o resistor virtual com 4 faixas (vide figura abaixo). Considere que a quarta faixa da tolerância é sempre dourado. Portanto, o valor da resistência será dada pelas 3 primeiras faixas. A duas primeiras serão os algarismos significativos. A terceira faixa é o fator de multiplicação. 5.2. Realizar a leitura da resistência elétrica através do código de cores. Clique sobre o resistor ajuste o seu valor igual ao valor do código de cores. Observe que a unidade de resistência na caixa desse resistor é Ω e que esta pode ser alterada. FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 6 5.3. SELECIONE A ESCALA DO OHMÍMETRO EM Ω. Use a tabela de código de cores para encontrar os valores nominais de cada resistor dado na tabela abaixo. Ajuste o valor do resistor virtual selecionado ao mesmo valor nominal. Use o ohmímetro para fazer a medida do valor da resistência do resistor virtual e complete a tabela. Código de cores Valor nominal 𝑅𝑚𝑖𝑛 𝑅𝑚𝑎𝑥 Valor medido Marrom, Amarelo, Marrom Dourado 14×10 = 140Ω 133Ω 147Ω 140Ω Verde, Preto, Marrom Dourado 50×10 = 500Ω 475Ω 525Ω 500Ω Laranja, Vermelho, Preto, Dourado 32×1 = 32Ω 30,4Ω 33,6Ω 32Ω Azul, Violeta, Marrom, Dourado 67×10 = 670Ω 636,5Ω 703,5Ω 670Ω Amarelo, Verde, Marrom, Dourado 45×10 = 450Ω 427,5Ω 472,5Ω 450Ω FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 7 5.4. SELECIONE A ESCALA DO OHMÍMETRO EM 𝑘Ω. Use a tabela de código de cores para encontrar os valores nominais de cada resistor dado na tabela abaixo. Ajuste o valor do resistor virtual selecionado ao mesmo valor nominal. Use o ohmímetro para fazer a medida do valor da resistência do resistor virtual e complete a tabela. Código de cores Valor nominal 𝑅𝑚𝑖𝑛 𝑅𝑚𝑎𝑥 Valor medido Amarelo, Verde, Amarelo, Dourado 45×10.000 = 450.000Ω= 450kΩ 427,5kΩ 472,5Ω 450kΩ Laranja, Verde, Laranja, Dourado 35×1.000 = 35.000Ω = 35kΩ 36,75kΩ 33,25kΩ 35kΩ Vermelho, Preto, Amarelo, Dourado 20×10.000 = 200.000Ω = 200kΩ 210kΩ 190kΩ 200kΩ Amarelo, Azul, Laranja, Dourado 46×1.000 = 46.000Ω = 46kΩ 48,3Ω 43,7kΩ 46kΩ Amarelo, Violeta, Amarelo, Dourado 47×10.000 = 470.000Ω = 470kΩ 493,5kΩ 446,5 kΩ 470kΩ FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 8 Medição da tensão de associação de geradores em série: 5.5. Selecione o voltímetro virtual e meça a tensão de uma pilha de 1,5 V 5.6. Construa a associação de pilhas em série com o número pedido e faça a medida da tensão de cada associação usando o voltímetro virtual. Coloque na tabela o valor da tensão da associação teórico em volts. Número de pilhas (em série) Tensão equivalente teórico (V) Tensão equivalente medido (V) 2 3.00 3.00 3 4.50 4.50 4 6.00 6.00 5 7.50 7.50 Medição da tensão em um circuito: FAM – EletricidadeAplicada – Roteiro 1 – 2020/2 9 5.7. Construa o circuito no protoboard com os resistores especificados pelo código de cores dados na figura anterior. Observe que entre B e C há um jumper (fio). Há outro jumper entre D e E. 5.8. Os pontos de contato elétrico estão localizados nas seguintes linhas do protoboard: A → linha 5 B → linha 9 C → linha 12 D → linha 16 E → linha 20 F → linha 24 Como já mencionado na explicação sobre a matriz de contato (protoboard), todos os pontos de uma mesma linha estão em contato elétrico. Linhas diferentes não tem contato elétrico. Veja por exemplo em E e F temos dois resistores compartilhando os mesmos pontos da matriz de contato. 5.9. Alimente o circuito com uma associação de geradores em série cuja tensão equivalente é de 3,0 V. Para fazer isso coloque jumpers (fios) conectando a associação de geradores em série com os pontos A e F. 5.10. Usando o voltímetro meça a tensão em cada resistor e complete a tabela abaixo Pontos de medida da D.D.P (volts) Tensão medida (volts) Conclusão 𝑈𝐴𝐵 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 1.20 V Existe d.d.p 𝑈𝐵𝐶 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐶 0.00 V Não existe d.d.p 𝑈𝐶𝐷 = 𝑉𝐶 − 𝑉𝐷 1.20 V Existe d.d.p 𝑈𝐷𝐸 = 𝑉𝐷 − 𝑉𝐸 0.00 V Não existe d.d.p 𝑈𝐸𝐹 = 𝑉𝐸 − 𝑉𝐹 5,98.10−1 𝑉 Existe d.d.p FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 10 5.11. Troque as resistências pelos valores indicados na figura abaixo e refaça as medidas para completar a tabela dada a seguir. Pontos de medida da D.D.P (volts) Tensão medida (volts) Conclusão 𝑈𝐴𝐵 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 1.19 V Existe d.d.p 𝑈𝐵𝐶 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐶 0.0 V Não existe d.d.p 𝑈𝐶𝐷 = 𝑉𝐶 − 𝑉𝐷 5,98.10−1 𝑉 Existe d.d.p 𝑈𝐷𝐸 = 𝑉𝐷 − 𝑉𝐸 0.0 V Não existe d.d.p 𝑈𝐸𝐹 = 𝑉𝐸 − 𝑉𝐹 9,14.10−1 𝑉 Existe d.d.p FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 11 Medição da corrente em um circuito: 5.12. Construa o circuito dado abaixo com os jumpers da maneira apresentada: 5.13. Alimente o circuito com uma associação em série cuja tensão equivalente seja de 3,0 volts. Coloque o terminal positivo e negativo da associação de geradores em série no contato positivo e negativo do protoboard onde se colocou os jumpers conectados ao circuito montado. 5.14. Para medir a corrente o amperímetro deve ser inserido no circuito de maneira a ficar em série. Para fazer isso vai ser necessário retirar os jumpers. Depois se deve colocar as pontas de prova do amperímetro nos dois pontos de contato onde do jumper que foi retirado. 5.15. A tabela a seguir apresenta na primeira coluna o jumper que deve ser retirado e os seus pontos de contato, nos quais serão colocadas as pontas de prova do amperímetro. Insira um multímetro e selecione o amperímetro. Complete a tabela a seguir. Retirar Corrente medida (A) Conclusão Jumper 1 – 5 𝑖1,5 = 1,2.10 −2 𝐴 Corrente medida Jumper 9 – 12 𝑖9,12 = 1,2.10 −2𝐴 Corrente medida é igual da corrente 1,5 Jumper 16 – 20 𝑖16,20 = 1,2.10 −2𝐴 Corrente medida é igual da corrente 1,5 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 12 Jumper 24 – 37 (coluna j) 𝑖24,37 = 0.00 A Corrente medida é diferente da corrente 1,5 Jumper 24 – 37 (coluna f) 𝑖24,37 = 0.00 A Corrente medida é diferente da corrente 1,5 5.16. Refaça as medidas de corrente para o circuito com as resistências indicadas: Retirar Corrente medida (A) Conclusão Jumper 1 – 5 𝑖1,5 = 5,85.10 −3 𝐴 Corrente medida Jumper 9 – 12 𝑖9,12 = 5,85.10 −3 𝐴 Corrente medida é igual da corrente 1,5 Jumper 16 – 20 𝑖16,20 = 5,85.10 −3 𝐴 Corrente medida é igual da corrente 1,5 Jumper 24 – 37 (coluna j) 𝑖24,37 = 0.00 A Corrente medida é diferente da corrente 1,5 Jumper 24 – 37 (coluna f) 𝑖24,37 = 0.00 A Corrente medida é diferente da corrente 1,5 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 13 APÊNDICE 5.3 CÓDIGO DE CORES (Ω) Marrom, Amarelo, Marrom Dourado Verde, Preto, Marrom, Dourado Laranja, Vermelho, Preto, Dourado Azul, Violeta, Marrom, Dourado Amarelo, Verde, Marrom, Dourado 5.4 CÓDIGO DE CORES (kΩ) Amarelo, Verde, Amarelo, Dourado Laranja, Verde, Laranja, Dourado Vermelho, Preto, Amarelo, Dourado Amarelo, Azul, Laranja, Dourado Amarelo, Violeta, Amarelo, Dourado 5.6 MEDIÇÃO DA TENSÃO DE ASSOCIAÇÃO DE GERADORES EM SÉRIE: Tensão equivalente medido (V) FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 14 5.10 TENSÃO EM CADA RESISTOR 𝑈𝐴𝐵 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 𝑈𝐵𝐶 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐶 𝑈𝐶𝐷 = 𝑉𝐶 − 𝑉𝐷 𝑈𝐷𝐸 = 𝑉𝐷 − 𝑉𝐸 𝑈𝐸𝐹 = 𝑉𝐸 − 𝑉𝐹 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 15 5.11 TENSÃO MEDIDA (VOLTS) 𝑈𝐴𝐵 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵 𝑈𝐵𝐶 = 𝑉𝐵 − 𝑉𝐶 𝑈𝐶𝐷 = 𝑉𝐶 − 𝑉𝐷 𝑈𝐷𝐸 = 𝑉𝐷 − 𝑉𝐸 𝑈𝐸𝐹 = 𝑉𝐸 − 𝑉𝐹 FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 16 5.15 CORRENTE MEDIDA (A) Jumper 1 – 5 Jumper 9 – 12 Jumper 16 – 20 Jumper 24 – 37 (coluna j) Jumper 24 – 37 (coluna f) FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 17 5.16 CORRENTE MEDIDA (A) Jumper 1 – 5 Jumper 9 – 12 Jumper 16 – 20 Jumper 24 – 37 (coluna j) Jumper 24 – 37 (coluna f) FAM – Eletricidade Aplicada – Roteiro 1 – 2020/2 18
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