Prática 11

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Centro de ciências 
Departamento de física 
Laboratório de física experimental para engenharia 
Semestre 2020.1 
 
 
 
 
 
Prática 11 – Voltímetro (virtual) 
 
 
 
 
 
 
Aluna: Gabriela Kogan Capeletti; 
Matricula: 496336; 
Curso: Engenharia de energias renováveis; 
Turma: 25.A; 
Professor: Francisco Nepomuceno Filho e Nildo Loiola Dias; 
Data e hora: 02/03/2021, às 13:55 
 
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Objetivos 
 São objetivos dessa prática: 
• Conhecer e utilizar a função voltímetro de um multímetro digital; 
• Verificar o comportamento de um circuito divisor de tensão; 
• Estudar alguns aspectos da tensão alternada. 
 
Material 
 Os seguintes links foram utilizados como material de prática: 
• Filme de Ana Maria Braga ensinando equivocadamente como usar um multímetro para 
medida de tensão alternada: https://www.youtube.com/watch?v=wQy84z4cxMU; 
• Filme mostrando o multímetro Minipa ET 1005 (modelo existente no Laboratório de 
Física para Engenharia), sendo utilizado corretamente numa medida de tensão alternada: 
https://www.youtube.com/watch?v=PKrgpQpS7ik; 
• Simulação de um VOLTÍMETRO para realizar os procedimentos desta prática: 
https://www.geogebra.org/m/vzq9vzuv. 
 
Introdução 
 Em circuitos elétricos funcionais existe uma força eletromotriz (ou tensão) responsável 
por gerar diferença de potencial entre dois pontos do circuito, isso faz com que ocorra a 
passagem de corrente elétrica pelo sistema. 
 Portanto, a força eletromotriz “é uma grandeza escalar que pode ser definida como a 
energia potencial elétrica por unidade de carga” (HELERBROCK, [s.d.]). Para realizar a 
medição dessa grandeza, pode-se utilizar um multímetro. 
 O multímetro é uma ferramenta que possui um voltímetro e pode ser usada para medir 
a tensão de um circuito elétrico. Em alguns aparelhos é necessário, segundo Vieira, 2017, fazer 
a escolha de escala correta de escala. 
 Se a tensão for contínua (se os elétrons se movimentam em apenas um sentido), 
devemos, ainda segundo Vieira, utilizar a escala DCV, que possui um ajuste de 200 milivolt a 
https://www.youtube.com/watch?v=wQy84z4cxMU
https://www.youtube.com/watch?v=PKrgpQpS7ik
https://www.geogebra.org/m/vzq9vzuv
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1000V. Essa costuma ser a escala ideal para medir a tensão de pilhas, baterias e circuitos de 
placas eletrônicas. 
 Já se a tensão for alternada (com os elétrons alterando constantemente a sua direção), 
devemos utilizar a escala ACV, que possui um limite máximo de 750V, ou seja, pode medir de 
0V a 750V. 
 É necessário tomar cuidado ao utilizar um multímetro, pois se tentarmos medir uma 
tensão maior do que a escala permite, é possível que o voltímetro seja danificado. Outra 
observação importante é que para obter uma medida correta, as pontas de prova do multímetro 
devem ser ligadas em paralelo à parcela do sistema à qual se deseja medir a tensão. 
 Mais uma coisa que é preciso saber ao se medir a tensão com o multímetro: quando 
ajustado para medir a tensão alternada, a tensão medida é, na verdade, a tensão eficaz (Vef). 
Segundo Mattede, “é chamado de corrente alternada eficaz a corrente alternada que é 
equivalente ao corrente contínua em quantidade capaz de transferir potência a uma carga”. O 
valor da tensão de pico (Vp), ou tensão máxima atingida, pode ser dado pela seguinte equação 
(eq. 01): 
Vef = 
Vp 
√2
 (eq. 01) 
 Outra forma de descobrir o valor da da diferença de potencial (U) em um trecho de um 
sistema cujos os componentes são conhecidos e se sabe o valor da corrente (i) e da resistência 
equivalente (R), é através da seguinte equação (eq. 02): 
U = R.i (eq. 02) 
 Já a queda de tensão sofrida em cada resistor é dada por (eq. 03): 
Vx = Rx.i (eq. 03) 
 Lembrando ainda que, em um sistema com resistores em série, a resistência resultante é 
dada pelo somatório do valor das resistências desse sistema. Além disso o valor da diferença de 
potencial é uma resultante de todas as quedas de tensão sofridas, portanto, o somatório dos 
valores de Vx é igual a U. 
 Se o sistema tiver resistores em paralelo, o inverso da resistência resultante é dado pelo 
somatório do valor do inverso das resistências desse sistema. Nesse caso, a diferença de 
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potencial gerada por cada resistor é a mesma, portanto todos os Vx são iguais entre si e iguais 
ao valor de U. 
 
Procedimento 
 Para a realização dos procedimentos descritos a seguir foi utilizada a simulação 
disponível em: https://www.geogebra.org/m/vzq9vzuv. 
 Ajustando corretamente os cabos do multímetro virtual e ajustando a fonte de tensão 
para seu valor máximo (650 V) foi feita a medição de voltagem. 
Utilizando-se a escala de 1000V foi obtida a medida de 650 V, para escalas abaixo de 
1000 V o multímetro virtual foi “queimado”. 
Após isso, a fonte de tensão foi ajustada para 12V e o circuito 2 foi selecionado para 
análise. As medidas de tensão obtidas em diferentes pontos do circuito 2 podem ser visualizadas 
na tabela 1 abaixo: 
Tabela 1: Medidas de tensão para o Circuito 2 e U = 12 V 
 VBC VBD VBE VBF VBG 
Valor medido 1243 3,6 7,22 12,00 12,00 
Escala utilizada 2000 mV 20 V 20 V 20 V 20 V 
 VAF VCD VDE VEF VFG 
Valor medido 12,00 2,36 3,62 4,78 0,00 
Escala utilizada 20 V 20 V 20 V 20 V 200 mV 
Como U = VBC + VCD + VDE + VEF, podemos afirmar, com base nos valores da tabela, 
que U = 1,243 + 2,36 + 3,62 + 4,78, logo, U = 12,003 V. 
Posteriormente, a fonte de tensão foi ajustada para 100 V e o circuito 3 foi selecionado. 
Da mesma forma que no experimento anterior, as medidas de tensão para diferentes pontos do 
circuito foram tomadas e podem ser verificadas na tabela 2: 
Tabela 2: Medidas de tensão para o Circuito 3 e U = 100 V 
 VBC VBD VBE VBF VBG 
Valor medido 29,3 31,0 43,2 100 100 
Escala utilizada 200 V 200 V 200 V 200 V 200 V 
https://www.geogebra.org/m/vzq9vzuv
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 VAF VCD VDE VEF VFG 
Valor medido 100 1,72 12,23 56,8 0,00 
Escala utilizada 200 V 20 V 20 V 200 V 200 mV 
Novamente, como U = VBC + VCD + VDE + VEF, podemos afirmar, com base nos valores 
da tabela, que U = 29,3 + 1,72 + 12,23 + 56,8, portanto, U = 100,05 V. 
 
Questionário 
1. Indique e justifique a escala do multímetro HYX DT830D que você utilizaria para medir as 
seguintes tensões: 
a) arranjo de 4 pilhas comuns em série 
Conforme explicado na introdução, a escala mais apropriada para pilhas é a DCV. 
b) alimentação de um chuveiro elétrico residencial 
Chuveiros possuem corrente alternada, portanto, ACV. 
c) bateria de um automóvel 
Baterias de carro possuem corrente alternada, portanto, ACV. 
 
2. Considere o circuito divisor de tensão a seguir: 
 
Um estudante mediu a diferença de potencial entre E e F e encontrou 12,7 V. Entre D e F 
encontrou 27,1 V, entre B e C encontrou 33,8 V. Qual a diferença de potencial entre D e E e 
entre C e D? 
Vde = |Vef – Vdf| = |12,7 – 27,1| 
 Vde = 14,4 V 
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U = 80 = Vef + Vde + Vcd + Vbc = 12,7 + 14,4 + Vcd + 33,8 
 Vcd = 19,1 V 
3. O multímetro Minipa modelo ET-2042E apresenta as escalas mostradas ampliadas, para 
medidas de voltagem contínua e voltagem alternada. Indique e justifique as escalas que você 
utilizaria para: 
 
a) Verificar se uma determinada tomada de sua residência está funcionando adequadamente? 
 Como as tomadas fornecem corrente alternada, o ideal seria a escala de voltagem 
alternada. 
b) Verificar se a fonte de tensão do seu computador está fornecendo a tensão correta? 
Como os computadores funcionam com corrente continua, o ideal seria a escala de 
voltagem continua. 
 
4. Ao medir uma tensão domiciliar (alternada) um voltímetro indicou 115 V. Qual a tensão de 
pico? Justifique. 
 Conforme dito na introdução, temos que: Vef = 
Vp 
√2
 , portanto: 
Vp = 115. √2 
Vp =162,63 V 
 
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5. Considere o circuito abaixo com R1= 1,5kΩ e R2= R3= 820 Ω. Sabendo que a fonte está 
regulada em 10,00 V, determine a voltagem a que está submetido cada um dos resistores R1, 
R2 e R3. 
 
R = R1 + 
𝑅2.𝑅3
𝑅2+𝑅3
 
R = 1500 + 
820.820
2.820
 
R = 1910 Ω 
 
U = R.i  i = U/R 
i = 10/1910 
 
V1 = R1.i = 1500.10/1910 => V1 = 7,85 V 
V2 = V3 = R2.i/2 = 820.10/2.1910 => V2 = V3 = 2,15 V 
 
6. No Circuito da Figura podemos ver uma fonte de tensão alternada regulada em 266 V 
alimentando um circuito formado por uma resistência (com faixas: vermelha, violeta, marrom 
e dourada) em série com uma lâmpada de filamento. Dois multímetros: o 1 ligado em paralelo 
com a lâmpada, mede a tensão alternada sobre a mesma, enquanto que o 2, ligado em paralelo 
com o resistor, mede a tensão alternada sobre este. Qual a corrente alternada que passa no 
filamento da lâmpada? Considere o valor da resistência como sendo exatamente o valor 
nominal indicado pelo código de cores. 
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Pelo código de cores, a resistência possui valor de 27,7 Ω, portanto, como V=R.i, temos 
que: 
i = 102,7/27,7 => i = 3,7 A 
 
7. Calcule a resistência do filamento da lâmpada da questão 6 e a potência dissipada na 
mesma. 
Como a corrente que passa pela resistência e pela lâmpada deve ser a mesma, o valor da 
resistência da lâmpada (r) é dado por: 
r = 163,3/3,7 => r = 44,1 Ω 
 
Conclusão 
Ao longo desse experimento pudemos compreender as funções do voltímetro de um 
multímetro e como utiliza-lo. Embora a prática tenha sido conduzida através de um simulador, 
os conhecimentos obtidos através dela permitem a utilização correta de um multímetro físico. 
 Graças ao simulador foi possível verificar também, de forma muito próxima a realidade, 
o comportamento de um circuito divisor de tensão. Obtivemos nos experimentos um erro 
percentual de 0,025% para a medição de U do circuito 2 e de 0,05% para a medição de U do 
circuito 3, valores dentro do aceitável. 
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 Além disso, pudemos estudar e compreender os diferentes aspectos da tensão alternada, 
como medi-la e para que é utilizada. 
 Podemos concluir então que os objetivos da prática foram atingidos com sucesso. 
 
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Referências 
HELERBROCK, Rafael. "O que é força eletromotriz?"; Brasil Escola, [s.d]. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-eletromotriz.htm. Acesso em 02 
de março de 2021. 
MATTEDE, Henrique. “O que é corrente ou tensão eficaz?”; Mundo da elétrica, [s.d.]. 
Disponível em: https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-corrente-ou-tensao-eficaz/. 
Acesso em 02 de março de 2021. 
VIEIRA, Felipe. “Como utilizar um multímetro simples?”; Blog da Liga, 4 de dezembro de 
2017. Disponível em: https://blogdaliga.com.br/como-utilizar-um-multimetro-simples/. 
Acesso em 02 de março de 2021. 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-eletromotriz.htm
https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-corrente-ou-tensao-eficaz/
https://blogdaliga.com.br/como-utilizar-um-multimetro-simples/