Instrumentos de medidas eletricas

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 19 (4537 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 3 de abril de 2013
Ler documento completo
Amostra do texto
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Instrumentos de Medidas Elétricas I: Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros

Instrumentos de Medidas Elétricas I: Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros
Nesta prática vamos estudar o princípios de funcionamentos de instrumentos de medidas elétrica, em particular, voltímetros, amperímetrose ohmímetros.

Sempre que surgir uma dúvida quanto à utilização de um instrumento ou componente, o aluno deverá consultar o professor para esclarecimentos. I. Galvanômetro d'Ansorval Os primeiros instrumentos para medir correntes elétricas apareceram ainda em 1820, ano em que Öersted, físico dinamarquês, mostrou que elas podem provocar efeitos magnéticos, e eram conhecidos como “galvanômetrosde tangente”. Consistia de uma bobina formada por várias voltas de fio, que tinha que ser alinhada para que o campo magnético produzido no seu centro estivesse na direção perpendicular ao campo terrestre. Uma bússola era posicionada no centro da espira. Tem-se então dois campos magnéticos perpendiculares, e a agulha da bússola vai apontar na direção da resultante; a razão entre os dois campos édada pela tangente do ângulo que a agulha faz com o norte. Sabia-se que o campo magnético produzido é proporcional a corrente; portanto a corrente é proporcional a tangente do ângulo, daí o nome do aparelho. Décadas mais tarde, em 1882, Jacques Arsène d’Ansorval, biofísico francês, propôs um novo mecanismo, que tinha a vantagem de não depender do campo terrestre e poderia ser usado em qualquerorientação. O galvanômetro d’Ansorval é baseado na deflexão de uma espira móvel devido ao campo magnético de um ímã fixo instalado no aparelho. Outra grande vantagem era a escala linear: o ângulo de deflexão era diretamente proporcional à corrente percorrida. Por esses motivos o galvanômetro d’Ansorval é muito utilizado ainda hoje, e é a base dos voltímetros, amperímetros e ohmímetros analógicos. Afigura 1 mostra, esquematicamente, um galvanômetro de D'Ansorval:

1

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Instrumentos de Medidas Elétricas I: Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros

0

1

2

3

4

5

Microampéres

Imã Permanente

Ig

N

S

Ig

Bobina

Mola

Figura 1 – Desenho esquemático deum galvanômetro.

Quando uma corrente IG circula na bobina, o campo magnético do ímã permanente produz um torque τ sobre ela, dado por: (1)

τ = CnBI G

Nessa equação, B é o campo devido ao ímã permanente e n é o número de espiras da bobina. A constante C é um fator que depende de como o galvanômetro foi construído. O eixo da bobina é solidário a uma mola espiral; quando a bobina gira de umângulo θ, a mola produz um torque restaurador oposto ao produzido pelo campo, cujo valor é Kθ. Uma posição de equilíbrio é alcançada quando: (2)

Kθ = CnBI G Logo:

θ=

CnB IG K

(3)

O ângulo de deflexão é proporcional a corrente que atravessa o galvanômetro. O instrumento é tanto mais sensível quanto menor for a corrente IG necessária para provocar um dado desvio θ. Assim, osgalvanômetros são caracterizados pela corrente

2

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo: Instrumentos de Medidas Elétricas I: Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros

necessária para que o ponteiro atinja deflexão máxima, corrente de fundo de escala, IGmax e por sua resistência interna, RG. Conhecendo estes parâmetros poderemosdeterminar a tensão de fundo de escala VG, que é a tensão sobre o galvanômetro quando o ponteiro está na deflexão máxima e é simplesmente o produto da corrente de fundo de escala pela resistência interna. Por exemplo, um galvanômetro com corrente de fundo de escala de 50 µA e resistência interna de 1 kΩ possui tensão de fundo de escala de 50 µA.1 kΩ = 50 mV. Se uma tensão maior que VG for aplicada...
tracking img