Relatório 11 fisica experimental UFC

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIENCIAS 
ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 11: VOLTÍMETRO E AMPERÍMETRO 
 
 
 
 
Aluna: Isabel Cristina Medeiros Prasilde 
Matrícula: 400375 
Turma: 20A 
Professora: Lucas Muniz 
Data de realização da prática: 05/11/2019 
Horário: 16:00h - 18:00h 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORTALEZA 
2019 
 
 
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SUMÁRIO 
 
 Objetivos....................................................................................................02 
 Material......................................................................................................02 
 Introdução..................................................................................................03 
 Procedimentos............................................................................................04 
 Questionario...............................................................................................06 
 Conclusão...................................................................................................10 
 Bibliografia.................................................................................................11 
 
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 constane a tensão aplicada. 
 
 
MATERIAL 
Os materiais utilizados foram: 
 - Fonte de Tensão regulável; 
 - Placa de circuito impresso; 
 - Placa com cinco resistores iguais em série; 
 - Resistor de 120KΩ; 
 - Multímetros Digitais (dois); 
 - Cabos (cinco). 
 
 
 
 
3 
 
 
INTRODUÇÃO 
Nessa prática fizemos o uso de multímetros em suas funçoes de voltímetro e amperímetro, 
assim foi possível medir a voltagem e a corrente elétrica de circuitos além de verificar suas 
funcionalidades e aplicações no campo da engenharia. 
 O multímetro, equipamento criado pelo engenheiro Donald Macadie, tem a capacidade de 
realizar multiplas funções como, por exemplo, ser um ohmímetro, um voltímetro ou um 
amperímetro. Essas funções sao selecionadas através de uma chave seletora no painel que ao 
mesmo tempo em que determina a função seleciona também a escala da unidade usada. 
Voltímetro tem como funçao medir a diferença de potencial entre dois pontos, ou seja, é 
usado para medir a tensão elétrica de um circuito, podem medir tensões contínuas ou 
alternadas dependendo da qualidade do aparelho. O voltímetro ideal possui resistência 
infinita, na vida real consideramos um voltímetro ideal aquele que possui ressistência interna 
muito alta (a maior possível) comparada às resistências do circuito. Além disso, é importante 
lembrar que no voltímetro ideal o tipo de ligação usada é a em paralelo e a unidade de medida 
é o Volt (V). 
 Ja o amperímetro serve para medir a intensidade de corrente elétrica (fluxo ordenado de 
elétrons) que passa por um condutor. Pode medir tanto uma corrente contínua, que é quando o 
fluxo ocorre no mesmo sentido e permanece constante por um longo periodo de tempo, 
quanto uma corrente alternada, que é quando há variação da corrente elétrica com o decorrer 
do tempo. 
O amperímetro deve ser ligado sempre em série, para medir a corrente que passa por 
determinada região do circuito. Para isso o amperímetro deve ter sua resistência interna muito 
pequena, a menor possível. Se sua resistência interna for muito pequena, comparada às 
resistências do circuito, consideramos o amperímetro como sendo ideal. É importante lembrar 
também que a unidade de medida utilizada nesse caso é o ampère (A). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
Antes de comerçarmos os processos experimentais, recebemos uma breve explicaçao sobre 
alguns conceitos téoricos e cuidados de manuseio relacionado ao multímetro digital, além das 
suas funcionalidades e os possíveis riscos do uso incorretodo aparelho. Também houve a 
intrução sobre a correta itulizaçao da fonte de tensão, com relação à escolha do tipo de 
corrente apropriada no painel frontal da fonte, contínua ou alternada. Logo depois recebemos 
os materiais a serem utilizados na realizaçao da prática e começamos o experimento. 
 
 Procedimento 1: Utilizando o Voltímetro. 
Iniciamos o procedimento montando o circuito e fazendo as devidas conexões. Em seguida, 
calibramos a fonte de tensao em 12V. Anotamos as escalas do voltímetro e as medidas dos 
valores das tensões, contínua e alternada em cada parte do circuito de resistores. 
 
1.1 Anote as escalas DC do voltímetro de sua bancada: 
 
200mV / 2V / 20V / 200V / 600V 
 
1.2 Medidas de tensão contínua 
Tabela 1. Medidas de tensão 
 V01 V02 V03 V04 V05 
Valor medido 2,14V 4,14V 7,15V 10,89 12,01V 
Escala utilizada 20V 20V 20V 20V 20V 
 V15 V12 V23 V34 V45 
Valor medido 9,54V 1,66V 3,00V 3,73V 1,11V 
Escala utilizada 20V 20V 20V 20V 20V 
 
1.3 Verifique se V05 = V01 + V12 + V23 + V34 + V45 
 
12,01V = 2,46V + 1,66V + 3,00V + 3,73V + 1,11V 
12,01V = 11,96V 
 
Quando ajustamos o multímetro para medir tensão alternada, a tensão medida é a tensão 
eficaz, simbolizada por VEF ou (VRMS). O valor da tensão eficaz de uma senóide pura é 
dado por VEF = 
𝑽𝒑
√𝟐
 , onde VP é o valor máximo ou valor de pico da tensão senoidal. A 
tensão eficaz tem o seguinte significado: é o valor da tensão constante que aplicado a um 
mesmo resistor que a tensão senoidal em questão, produziria a mesma dissipação de 
potência. 
 
1.4 Medidas de tensão contínua. 
Tabela 2. Medidas de tensão alternada 
 Vnominal (V) Escala (V) VEF MEDIDO (V) V PICO (V) 
Tomada da mesa 220 600 220 311,12 
Saída da fonte 6V 6 200 5,75 8,13 
Saída da fonte 12V 12 200 11,9 16,83 
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 Procedimento 2: Utilizando o Amperímetro. 
2.1 Anote as escalas do amperimetro: 
2000A / 20mA / 200mA 
 
Para a determinação da intensidade da corrente elétrica em função da tensão, foi necessário 
montar um circuito em que a fonte, com voltagem modificável, fosse conectada ao circuito 
em paralelo e o amperímetro montado em série, possibilitando a medição da corrente que 
atravessava apenas um único resistor do circuito. Após preparar o circuito, foi observado que 
à medida que a tensão aumentava a corrente também aumentava de intensidade, porém o 
resistor permanecia constante. A seguir a tabela com os valores observados: 
 
Tabela 3. Medidas de corrente versus voltagem 
Voltagem sugerida (V) Voltagem aplicada (V) I (A) V/I (Ohms) 
2 1,99 0,16 12,43 
4 3,99 0,32 12,46 
6 5,99 0,49 12,22 
8 7,99 0,66 12,10 
10 9,99 0,83 12,03 
 
Em seguida partimos para fazer as medidas das correntes em função da resistência. Para isso, 
foi necessário colocar a fonte em 10V e alternar a posição da conexão do polo negativo da 
fonte conforme o último resistor que seria somado em cada situação. O amperímetro 
relacionava-se com as conexões da fonte para que houvesse uma medição correta. A seguir a 
tabela com os referentes valores: 
 
Tabela 4. Corrente em função da resistência 
Resistores Rmedido(k) I (/A) 
R1 119,7 82 
R1 + R2 239 40 
R1 + R2 + R3 359 26 
R1 + R2 + R3 + R4 479 19 
R1 + R2 + R3 + R4 + R5 600 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
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QUESTIONÁRIO 
1 – Indique a escala do multímetro que você utilizaria para medir as seguintes tensões: 
 
(a) Arranjo de 4 pilhas comuns em série; 
 
Resposta 
Supondo que cada pilha tenha 1,5V, quatro pilhas em série resultaria em 4 * 1,5 = 6V. Com 
isso, seria necessário utilizar a escala de 20V do multímetro, pelo fato de ser maior que 6V 
 
 
(b) Alimentação de um chuveiro elétrico residencial; 
 
Resposta 
No Brasil, um chuveiro elétrico deve ser alimentado por 220V. Logo a escala de 600V, 
lembrando que tomamos como base as escalas do voltímetro usadoem sala no experimento, 
seria a mais adequada para essa situação. 
 
 
(c) Bateria de um automóvel. 
 
Resposta 
Uma bateria de automóvel possui 12V. Logo a escala de 20V seria a mais adequada para essa 
situação 
 
 
 
2 – Considere o circuito ao lado onde R1 = 500Ω e R2 = R3 = 300Ω. Sabendo que a fonte está 
regulada e 10V, determine a voltagem a que está submetido cada um dos resistores R1, R2 e 
R3. 
 
 
Resposta 
A resistência total: 
 R1 + ( 
𝑅2∗𝑅3
𝑅2+𝑅3
) = 500 + ( 
300∗300
300+300
) = 500+150 = 650 
 
A corrente total 
U = R * i 
10 = 650 * i 
i = 0,015A 
Tensão no resistor 1é U = R1*i = 500*0,015 = 7,5V 
Como R2 e R3 tem a mesma voltagem, temos que i2 = i3. 
Temos que a tensão elétrica de todo o circuito é U = 10V, e que a tensão no resistor 1 e de 
7,5V. Assim: 
U2 = U3 = Utotal – U1 = 10-7,5 = 2,5V 
 
3 – Considere que no circuito esquematizado abaixo: E = 20V, R1 = 1,0 KΩ, R2 = 100Ω e R3 
= 20Ω. 
 
7 
 
(a) Desenhe o circuito novamente, mostrando como você ligaria um amperímetro para 
medir a corrente fornecida pela fonte E. 
 
 
(b) Faça outo desenho mostrando como medir a corrente em R1. 
 
 
 
4 – Em relação ao circuito da questão anterior, calcule a corrente em cada resistor e indique a 
escala do amperímetro apropriada em cada caso. 
Resposta 
Primeiramente calculamos a resistencia equivalente do circuito: 
R3 + ( 
𝑅2∗𝑅1
𝑅2+𝑅1
) = 20 + ( 
1000∗100
1000+100
) = 20 + 90,90 = 110,90 
Em seguida encontramos a intensidade da corrente 
U = R*i 
20 = 110,90 * i 
i = 0,18A 
Como a corrente R3 é a mesma do circuitopodemos afirmar que i3 é igual a 0,18A. 
 Para calcular a corrente de R1 e R2 temos que: 
U3 = R3 * i3 
U3 = 20*0,18 
U3= 3,6V 
Logo, de acordo com a segunda lei de Kirchhoff, podemos afirmar que U1 é igual a 16,4V. 
Assim temos que 
U1 = R1 * i 
16,4 = 100 * i 
i1 = 0,164A 
Segundo a 1 lei de Kirchhof, se i1= 0,164 podemos afirmar que i2 é igual a 0,016A 
 
 
8 
 
5 – Faça o gráfico de V versus I com os resultados na Tabela 3. 
 
 
6 – Faça o gráfico de I versus R com os resultados da Tabela 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 2 4 6 8 10 12
I (

A
) 
V (volts) 
V versus I 
100
200
300
400
500
600
10 30 50 70 90
R
 m
e
d
id
o
 (
K

) 
I (A) 
I versus R 
Série1
9 
 
CONCLUSÃO 
 
Após a realização dessa prática, percebe-se que o experimento foi de grande valia em várias 
concepções possíveis. Na prática, aprendemos a utilizar o multímetro digital em suas funções 
de voltímetro e amperímetro, onde medimos as tensões eletricas de correntes continuas e 
alternadas, sobre um circuito montado no laboratório, medimos a tensão sobre um 
potenciômetro como também as variações na corrente. Importante salientar que durante a 
prática surgiram algumas dificuldades relacionadas à conexão correta dos componentes ao 
circuito, porém com calma e ajuda do professro e da literatura foi possivel concluir a pratica 
com exito. Ademais, verificamos o conhecimento teórico sob as leis de ohm, potência, 
resistência, emtre outros, visto que aprimoramos ainda mais o aprendizado. 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
1. Loiola Dias, NILDO. Roteiros de aulas práticas de Física. Sem edição definida. 
Fortaleza: Sem editora. 2013. 99 p. 
2. Info Escola – Física: Associação de resistores 
(http://www.infoescola.com/fisica/associacao-de-resistores/) 
3. Info Escola – Eletricidade: Voltímetro e amperímetro 
(http://www.infoescola.com/eletricidade/voltimetro-e-amperimetro 
4. https://www.youtube.com/watch?v=k1N7skhL01M 
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