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DATA: NOME: Medidas elétricas Introdução Medir é estabelecer uma relação numérica entre uma grandeza e outra, de mesma espécie, tomada como unidade. No processo de medida, a grandeza que serve de comparação é denominada de grandeza unitária ou padrão unitário. Medidas elétricas só podem ser realizadas com a utilização de instrumentos medidores, que permitem a quantificação de grandezas cujo valor não poderia ser determinado através dos sentidos humanos. Simbologia Para a realização de uma medida correta das grandezas sem colocar em risco a vida do operador e a integridade do equipamento, deve-se observar os símbolos gravados nos visores; As tabelas a seguir ilustram alguns dos símbolos frequentemente utilizados em medidas elétricas e nos diagramas dos circuitos elétricos. Galvanômetro O galvanômetro é um instrumento muito sensível utilizado para indicar correntes de baixa intensidade, como por exemplo, correntes da ordem miliampére. O galvanômetro nada mais é do que um amperímetro muito sensível, com o ponteiro no meio da escala, podendo assim indicar correntes nos dois sentidos do circuito elétrico. Amperímetro O amperímetro é um instrumento utilizado para fazer a medida da intensidade no fluxo da corrente elétrica que passa através da seção transversal de um condutor. A unidade usada é o ampère (A). Como a corrente elétrica passa através dos condutores e dispositivos ligados a eles, para aferir a corrente que passa por alguma região de algum circuito, deve-se colocar o amperímetro em série com esta, sendo necessário abrir o circuito no local da medida. Por isso, para as medições serem precisas, é esperado que o amperímetro tenha uma resistência muito pequena comparada às do circuito. O amperímetro ideal possui resistência interna nula. Voltímetro O voltímetro é um aparelho que realiza medições de tensão elétrica em um circuito. Ele exibe essas medições, geralmente, por meio de um ponteiro móvel ou um mostrador digital, de cristal líquido (LCD) por exemplo. A unidade apresentada geralmente é o volt. Muitos voltímetros, na verdade, não são nada mais do que amperímetros com alta resistência interna. O projeto dos voltímetros é tal que, com sua alta resistência interna, provoque o mínimo de alterações no circuito que está sendo medido. Assim como um amperímetro indica a corrente que passa por ele, um voltímetro indica a tensão entre seus terminais. O voltímetro ideal possui resistência infinita. Ponte de Wheatstone Ponte de Wheatstone é um tipo de circuito elétrico que pode ser utilizado para medir, com grande precisão, a resistência elétrica de um resistor desconhecido. Esses circuitos são formados por quatro resistores e um galvanômetro. 2 Medidas elétricas Ponte de fio Ponte de fio é um tipo de circuito elétrico que pode ser utilizado para medir, com grande precisão, a resistência elétrica de um resistor desconhecido. Esses circuitos são formados por dois resistores, um fio resistivo e um galvanômetro. Procedimento para os exercícios Exercícios 01. Quais as leituras do amperímetro e do voltímetro no circuito abaixo? 02. No circuito da figura abaixo estão representados um amperímetro e um voltímetro ideais. Determine os valores registrados pelos medidores. 03. Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, diodos, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de corrente e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica. Considere três tipos de circuitos elétricos diferentes que podem ser montados com uma bateria e três lâmpadas idênticas. Em uma primeira montagem, ao se queimar uma das lâmpadas, as outras duas permanecerão acesas. Em uma segunda montagem, ao se queimar uma das lâmpadas, as outras duas se apagarão. Em uma terceira montagem, ao se queimarem duas lâmpadas, a terceira permanecerá acesa. Podemos afirmar corretamente que a) Todas as lâmpadas da primeira montagem estão em série e todas as da terceira montagem estão em paralelo com a bateria. b) Todas as lâmpadas da segunda montagem estão em paralelo e todas as da terceira montagem estão em série com a bateria. c) Todas as lâmpadas da primeira montagem estão em série e todas as da segunda montagem estão em paralelo com a bateria. d) Todas as lâmpadas da segunda montagem estão em série e todas as da terceira montagem estão em paralelo com a bateria. e) Todas as lâmpadas da primeira montagem estão em paralelo e todas as da terceira montagem estão em série com a bateria. 04. Um amperímetro é o instrumento que mede a intensidade da corrente elétrica do trecho do circuito que o atravessa. Já o voltímetro é um aparelho utilizado para medir a diferença de potencial entre dois pontos de um circuito elétrico. 3 Medidas elétricas Sobre o funcionamento de voltímetros e o funcionamento de amperímetros, assinale a alternativa correta: a) A resistência elétrica interna de um voltímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em paralelo às resistências elétricas de um circuito, não altere a tensão elétrica que se deseja medir. b) A resistência elétrica interna de um voltímetro deve ser muito alta para que, quando ligado em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a tensão elétrica que se deseja medir. c) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em paralelo às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. d) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito pequena para que, quando ligado em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. e) A resistência elétrica interna de um amperímetro deve ser muito alta para que, quando ligado em série às resistências elétricas de um circuito, não altere a intensidade de corrente elétrica que se deseja medir. 05. Voltímetros e amperímetros são instrumentos de medida de diferença de potencial e intensidade de corrente elétrica em circuitos elétricos, respectivamente. Para que esses instrumentos possam medir adequadamente as grandezas a que se destinam, devemos ter a) Amperímetro: ligado em paralelo, resistência interna alta b) Voltímetro: ligado em série, resistência interna baixa c) Voltímetro: ligado em paralelo, resistência interna alta d) Amperímetro: ligado em série, resistência interna alta e) Amperímetro: ligado em paralelo, resistência interna baixa. 06. A ponte de Wheatstone mostrada estará em equilíbrio quando o galvanômetro G indicar zero volt. Para que isto ocorra, R1 deve ter valor igual a: a) R/2 c) 2R e) R2 b) R d) R2/2 07. Considere a montagem abaixo, composta por 4 resistores iguais R, uma fonte de tensão F, um medidor de corrente A, um medidor de tensão V e fios de ligação. O medidor de corrente indica 8,0 A e o de tensão, 2,0 V. Pode-se afirmar que a potência total dissipada nos 4 resistores é, aproximadamente, de: a) 8 W c) 32 W e) 64 W b) 16 W d) 48 W 08. No circuito esquematizado abaixo, calcule a resistência R, sabendo que é nula a corrente indicada no galvanômetro G: 09. No circuito representado a seguir, calcule R para que a potência dissipada no resistor de 10 Ω seja nula. 10. Na ponte esquematizada na figura, AB é um fio homogêneo de seção transversal uniforme. Seu comprimento é de 120 cm e sua resistência elétrica é de 60 Ω: O equilíbrio da ponte é conseguido quando o cursor C encontra-se a 20 cm de A. Calcule a resistência R. 4 Medidas elétricas 11. Considere o circuito abaixo, alimentado por uma bateria de 1,2 volt. Quando a chave C está aberta, a correnteno amperímetro A vale 30 mA. O valor do resistor X não é conhecido. Determine o valor da corrente, em mA, que atravessa o amperímetro quando a chave está fechada. 12. Os instrumentos de medidas elétricas que medem corrente elétrica, diferença de potencial elétrico e resistência elétrica são denominados, respectivamente, amperímetros, voltímetros e ohmímetros. Muitas vezes, eles são reunidos em um único aparelho, denominado multímetro, o qual tem uma chave que permite selecionar a função desejada. Em relação à forma correta que esses medidores devem ser associados com um resistor em um circuito elétrico, um amperímetro ideal, quando associado a) em série, mede a corrente elétrica que circula nesse resistor. b) em paralelo, mede a corrente elétrica que circula nesse resistor. c) em série, mede a diferença de potencial elétrico a que o resistor está submetido. d) em paralelo, mede a diferença de potencial elétrico a que o resistor está submetido. 13. Em uma atividade experimental um estudante dispõe de um voltímetro V e um amperímetro A. Uma lâmpada de potência desconhecida é ligada a uma fonte de tensão, estabelecendo um circuito acrescido de tais medidores. A alternativa correta que mostra a conexão de circuito que permite achar o valor da potência dessa lâmpada é: a) c) b) d) 14. Em uma aula no laboratório de Física, o professor solicita aos alunos que meçam o valor da resistência elétrica de um resistor utilizando um voltímetro ideal e um amperímetro ideal. Dos esquemas abaixo, que representam arranjos experimentais, qual o mais indicado para a realização dessa medição? a) b) c) d) e) 15. O amperímetro é um instrumento utilizado para a medida de intensidade de corrente elétrica em um circuito constituído por geradores, receptores, resistores, etc. A maneira correta de conectar um amperímetro a um trecho do circuito no qual queremos determinar a intensidade da corrente é a) em série b) em paralelo c) na perpendicular d) em equivalente e) mista 5 Medidas elétricas GABARITO 01 02 03 04 05 U = 12 V i = 4 A U =12 V i = 1 A D D C 06 07 08 09 10 B D 2Ω 4Ω 1,1 kΩ 11 12 13 14 15 45 mA A A A A
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