Relatório Multímetro

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA EXPERIMENTAL II
TURMA: 03
RELATÓRIO MULTÍMETRO
ALYSSON JOSÉ ALBUQUERQUE DE QUEIROZ
MATRÍCULA: 118210959
JULHO/2021
CAMPINA GRANDE - PB	
PREPARAÇÃO - MULTÍMETRO
01. O que você entende por multímetro?
O Multímetro é um instrumento de medição capaz de medir uma corrente elétrica, uma diferença de potencial ou uma resistência, também chamado multiteste. Um multímetro pode, portanto, ser utilizado como amperímetro, como voltímetro ou como ohmímetro. O tipo mais comum de multímetro é o analógico fazendo uso de um indicador móvel, ou seja, seu princípio de funcionamento é o de um galvanômetro.
02. Um certo galvanômetro de calibre fundamental 1mA possui uma resistência de 100 ohms. Que resistências devem ser associadas:
a) Para obter um amperímetro de calibres de 6mA?
N=6; Rp= 100/5=20 ohms
b) Para obter um voltímetro de calibre 0,3V?
Vg=0,001x20=0,02V
N=0,3/0,02=15; Rs=14x100=1400 ohms
c) Para obter um voltímetro de calibre 0,03V?
Vg=0,001x20=0,02V
N=0,03/0,02=1,5; Rs=0,5x100=50 ohms
03. A escala do ohmímetro é invertida em relação à do amperímetro e do voltímetro analógicos. Explique porque isso ocorre.
Se a tensão sobre a resistência é mantida constante, a corrente que circula na mesma é inversamente proporcional ao valor da resistência, portanto o ponteiro do galvanômetro terá deslocamentos inversamente proporcionais à resistência, ou seja, quanto menor a resistência maior será o deslocamento do ponteiro. Logo a escala de medição é invertida.
04. Um multímetro analógico de classe de precisão 3, possui os seguintes calibres, 2,5V; 10V; 25V; 50V e 250V. Determine o erro máximo em cada calibre deste multímetro. Explique claramente como a segurança do aparelho e a precisão da leitura determinam os calibres que deverão ser usados para a medida da tensão de uma bateria de 12V e da tensão da rede de 220V. Emáx = [(CLASSE)x(CALIBRE)] / 100
Para 2,5V temos,
Emáx = [3x2,5] / 100 = 0,075 V
Para 10V temos,
Emáx = [3x10] / 100 = 0,3 V
Para 25V temos,
Emáx = [3x25] / 100 = 0,75 V
Para 50V temos,
Emáx = [3x50] / 100 = 1,5 V
Para 250V temos,
Emáx = [3x250] / 100 = 7,5 V
05. Determine o valor teoricamente esperado (pelo código de cores) dos resistores R1 = 560 Ω, R2 = 820 Ω, R3 = 1,8 kΩ e R4 = 2,2 kΩ e das associações. Tolerância dos resistores 5%.
	Resistor
	Rcódigo de cores
	Rnominal ± δequivalente
	R1
	560 Ω
	28 Ω
	R2
	820 Ω
	41 Ω
	R3
	1800 Ω
	90 Ω
	R4
	2200 Ω
	110 Ω
	(R1+R2)
	1380 Ω
	69 Ω
	(R3+R4)
	4000 Ω
	200 Ω
	(R1//R2)
	333 Ω
	50 Ω
	(R1+R2) // (R3+R4)
	1026 Ω
	154 Ω
1. Introdução
Quando tratamos de componentes elétricos torna-se indispensável mencionar e analisar características e o comportamento de resistores. Sendo assim, uma de suas funções principais é a limitação de corrente num circuito. Essa limitação dá-se por meio de uma resistência a passagem de corrente que recebe o nome de resistência elétrica. Já outra função presente em resistores é a conversão da energia elétrica que passa por ele em energia térmica a partir do efeito Joule. Tornando assim tais componentes muito utilizados em dissipadores de energia e/ou aquecedores.
	Abaixo pode-se observar duas representações para resistores em circuitos elétricos: 
A maneira mais utilizada de reconhecer a resistência de um condutor elétrico é através de uma tabela que abrange a representação dos valores de resistência de cada condutor através de cores. Essa tabela é conhecida como tabela de cores e nela cada condutor possui distintas faixas de cores, onde a representação de todas as cores resulta no valor total da resistência. Pode-se observar a partir da figura abaixo um código de cores e a partir da tabela que se encontra logo em seguida, torna-se possível a descoberta da resistência.
Figura 1 – Código de cores
Fonte: Site Ponto Ciência < http://www.pontociencia.org.br/>
Existem outras maneiras de medir a resistência de um condutor. Uma delas é com o auxílio de um multímetro analógico. O multímetro analógico consiste basicamente de um galvanómetro ligado a uma chave seletora, uma bateria e vários resistores internos, para seja possível selecionar o seu funcionamento como amperímetro (medição de corrente), ohmímetro (medição de resistência) ou voltímetro (medição de tensão). Os multímetros com galvanômetro são chamados de multímetros analógicos, em oposição aos multímetros digitais, que possuem um mostrador de cristal líquido.
Outra maneira de descobrir o valor de uma resistência em um circuito é com uma ponte de Wheatstone. A ponte de Wheatstone é uma montagem que serve para descobrir o valor, com boa precisão de uma resistência elétrica desconhecida. A ponte consiste em dois ramos de circuito contendo dois resistores cada um e interligados por um galvanômetro. Todo conjunto deve ser ligado a uma fonte de tensão elétrica. Na figura 2 observa-se a representação deste tipo de montagem em um circuito.
 
Figura 2 – Ponte de Wheatstone
Fonte: Site Info Escola < http://www.infoescola.com/>
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – MULTÍMETRO
MULTÍMETRO COMO OHMÍMETRO
1. Você receberá 4 resistores de valores nominais R1 = 560 Ω , R2 = 820 Ω, R3 = 1,8 kΩ e R4 = 2,2 kΩ.(pelo código de cores). Vamos escrever na tabela na forma padrão.
2. Calcule o valor esperado das associações dos resistores R1, R2, R3 e R4 e compare com os valores medidos.
	Resistor
	Rnominal
	Rmedido
	δ(%)
	R1
	560 Ω ± 28 Ω
	550 ± 10
	1,79
	R2
	820 Ω ± 41 Ω
	810 ± 10
	1,22
	R3
	1800 Ω ± 90 Ω
	1900 ± 50 
	5,56
	R4
	2200 Ω ± 110 Ω
	2220 ± 50
	0,91
	(R1+R2)
	1380 Ω ± 69 Ω
	1450 ± 50
	5,07
	(R3+R4)
	4000 Ω ± 200 Ω
	4100 ± 100
	2,5
	(R1//R2)
	333 Ω ± 50 Ω
	330 ± 10
	0,9
	(R1+R2)// (R3+R4)
	1026 Ω ± 154 Ω
	1100 ± 50
	7,2
3. Há algum valor dos resistores e das associações fora da tolerância? Explique experimentalmente o porquê desses valores. 
Sim. Pois os valores foram medidos de maneira incorreta, podendo ter sido por dificuldade de contato ou oxidação dos contatos, logo sendo preciso corrigir o problema, caso exista, e refazer a medição.
4. Que conclusões você obteve dos valores esperados com relação aos experimentais fornecidos
Primeiramente que alguns resultados estão errados e precisam ser refeitos, em seguida é percebe-se que o maior erro foi quando envolveu todos os resistores em um circuito misto (paralelo e serie) indicando o provável erro na montagem ou no contato com o circuito. Por fim os demais valores apresentam resultados plausíveis, dentro do limite de tolerância de 5%.
MULTIMETRO COMO VOLTÍMETRO
1. Monte o circuito abaixo e meça o valor da ddp sobre cada resistor (entre os bornes). Anote os resultados na tabela.
	Voltagem
	Vesperado
	Vmedido
	δ(%)
	Vae
	15,00 V
	14,98 V
	0,13
	Vbe
	7,83 V
	7,82 V
	0,13
	Vce
	1,96 V
	1,95 V
	0,51
	Vde
	0,39 V
	0,391 V
	0,26
	Vab
	7,17 V
	7,15 V
	0,28
	Vac
	13,04 V
	13,02 V
	0,15
	Vad
	14,61 V
	14,62 V
	0,07
 
Medida de Resistência com Multímetro na escala de fator 10
MULTÍMETRO COMO AMPERÍMETRO
1. Você receberá 3 resistores de valores nominais R1 = 560 Ω, R2 = 820 Ω, R3 = 1,8 kΩ. Meça-os e anote as suas resistências.
2. Use uma tensão de 10,0V fornecida pela fonte. Calcule o valor esperado para corrente que irá atravessar cada resistor, usando o valor nominal. Calcule também a corrente que irá atravessar R1 e R2 associados em paralelo e em série.
Observação: Verifique com um voltímetro se a fonte indica realmente a voltagem sugerida. Comente.
3. Monte o circuito da figura sem completá-lo. A chave seletora do amperímetro deve estar colocada inicialmente no maior calibre disponível. Antes de fechar o circuito certifique-se com o professor, ou o monitor, se está correto.
4. Escolha o calibre do amperímetro de acordo com as recomendações de segurança do aparelho e precisão da leitura. Depois de fechado o circuito, leia o valor da corrente indicada pelo deslocamento do ponteiro. Este procedimento é indispensável para proteger o equipamento.
5. Repitao mesmo procedimento para os outros resistores. Anote seus valores na tabela.
	
	Icalculado
	Imedido
	δ (%)
	IR1
	17,86 mA
	17,00 mA
	4,82
	IR2
	12,20 mA
	12,30 mA
	0,82
	IR3
	5,55 mA
	5,00 mA
	9,91
	I(R1+R2)
	7,25 mA
	7,26 mA
	0,14
	I(R1 // R2)
	30,00 mA
	30,00 mA
	0
PONTE DE WHEATSTONE
Outro método preciso e prático para medir resistência é a ponte de Wheatstone, que será desenvolvida no laboratório e que passaremos a explicar.
A ponte de Wheatstone consiste em quatro resistores, da seguinte maneira:
R1 e R2: resistores de razão conhecida
Rx: resistores desconhecidos
R4: resistor de valor conhecido
Ponte equilibrada Ig = 0
I1 = I2 e Ix = I4 
 e 
VAC = VBC e VDA = VDB, obtemos
 => Rx = R4 equação (X)
Ponte de fio
Longo:
R = ,
Então:
R1 = e R2 = 
Equação: Resistência de R2 e R1
Pelo equilíbrio:
Equação (X) Ponte em equilíbrio
Temos, substituindo a Eq.(X), teremos:
Rx = R2 . 
MONTAGEM PARA OBTENÇÃO DAS MEDIDAS.
	
	Rxi (cores)
	R44(cores)
	L1 (cm)
	L2(cm)
	Rxi(calc.)
	 (%)
	Rx1
	560 KΩ
	820 Ω
	39,50
	60,50
	535,4
	1,79
	Rx2
	820 KΩ
	820 Ω
	50,00
	50,00
	820,0
	0
	Rx3
	1,8KΩ
	820 Ω
	68,00
	32,00
	1742,5
	3,20
	Rx4
	2,2KΩ
	820 Ω
	72,50
	27,50
	2161,8
	1,74
Após o experimento temos; a tabela 1, pela equação (x), calcula-se o valor esperado de Rxi, a partir: Rxi = (L1 / L2) R44, utiliza-se uma escala de 100cm, calcula-se L2= 100-L1, e complete a tabela
Realizar-se-á, medidas com pares conforme tabela abaixo:
RX1 = 560Ω e R41 =820Ω RX3 = 820Ω e R43 = 1,8KΩ 
RX2 = 560Ω e R42 = 560Ω RX4 = 820KΩ e R41 = 2,2 KΩ 
Tabela 2 - Rxi = (L1 / L2) R4i, utiliza-se uma escala de 100cm, calcula-se L2= 100-L1, e Rxi e complete a tabela
	
	Rxi(cores)
	R4i(cores)
	L1 (cm)
	L2(cm)
	Rxi(calc.)
	 (%)
	Rx1
	560 Ω
	820Ω
	39,50
	60,50
	535,4
	4,4
	Rx2
	820Ω
	820 Ω
	50,00
	50
	820,0
	0
	Rx3
	820 Ω
	1,8KΩ
	32,00
	68,00
	847,1
	3,3
	Rx4
	820 Ω
	2,2 KΩ
	27,50
	72,50
	834,5
	1,8
Veja se consegue medir: 
a) 39 Ω utilizando o resistor de 820 Ω ; 
39 = (L1/100- L1)x820
(L1/(100- L1))=39/820
L1=0,0475x(100- L1)
L1=4,75-0,05 L1
L1+0,0475 L1=5 => L1=4,75/1,0475 ≅ 4,53 u.c (Unidade de comprimento)
b) 100 KΩ utilizando o resistor de 820 Ω 
100 000 = (L1/100- L1)x820
(L1/(100- L1))=100000/820
L1=121,95x(100- L1)
L1=12 195,12-121,95 L1
L1+121,95 L1=12195,12 => L1=12195,12/122,95 ≅ 99,19 u.c (Unidade de comprimento)
δ_P % = DESVIO PERCENTUAL = 
δ = ( Vm - VT) ; --------- Desvio Absoluto
		
δR = ( Vm - VT) / VT ; __________ Desvio Relativo
 
δ P [ (Vm - VT )/ VT ]x100 % _______ Desvio Percentual
Onde O valor teórico é considerado o Valor esperado da grandeza (VE )
3. Considerações Finais
	Tendo em vista o que foi apresentado anteriormente, pôde-se observar a partir da prática como funciona o comportamento de um multímetro na medição das grandezas elétricas de um circuito. Este experimento tornou possível a observação da eficácia do código de cores, citado anteriormente, sendo possível a observação de que ao medir uma resistência a partir de formas distintas de medição, esta se encontra sujeita a erros consideravelmente pequenos, mas muito próximos dos valores tabelados.
4. Referencias
NASCIMENTO, Pedro Luiz do. Apostila auxiliar do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo da Universidade Federal de Campina Grande.
V
R
V
R
AC
DA
1
2
=
V
R
V
R
BC
x
DB
=
4
R
R
R
R
x
1
2
4
=
R
R
1
2
L
A
L
A
1
A
L
2
R
R
L
L
1
2
1
2
=
L
L
1
2
100%
 x 
TEÓRICO
 
VALOR
|
TEÓRICO
 
VALOR
 
-
 
MEDIDO
 
VALOR
|