Projeto Voltimetro

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DIRETORIA DE GRADUAÇÃO E EDUCAÇÃO PROFISSIONAL ENGENHARIA ELÉTRICA

ARMANDO GABRIEL S. CARASCOSA
FERNOMAR B. VIEIRA
LUCAS ALEXANDRE DE OLIVEIRA

PROJETO: MEDIDOR ANALÓGICO
“VOLTÍMETRO”

CORNÉLIO PROCÓPIO
2015
1. Equacionamento do Galvanômetro

(a). Torque restaurador da mola:
Sabendo que a força (F) gerada por cada espira no centro da bobina é dado por:

Onde ‘im’ é a corrente máxima suportada pelo fio, ‘B’ é o campo gerado pelo imã, e ‘A’ a área do enrolamento do fio no imã. Sendo assim escolhemos um fio de Cobre Esmaltado com bitola 0,999 (AWG-38), e o imã de Neodimio Extra-Forte com sessão transversal A=0,00785mm2, a partir de um comprimento C=2,5mm e altura D=5mm. Assim,

Considerando que o ponteiro de aferição tem como posição de equilíbrio 45o, e calculamos o momento magnético da bobina com:

Afim de encontrar o torque restaurador da mola, utilizamos a equação:

Por tanto,

(b). Tensão máxima suportada pelo galvanômetro: Sabendo que o número de camadas da bobina (c) é dado por:

,

também calculamos o número de voltas de fio por camada, com:

o que nos dá um total de 1275 voltas de fio na formação da bobina. A partir dos cálculos demonstrados a cima, e do valor tabelado da resistência do fio em [Ω/m2] chegamos ao valor da resistência interna do galvanômetro:

Fazendo uso da lei de Ohm concluímos que a tensão máxima no galvanômetro deve ser de:

2. Equacionamento do Voltímetro

Sabendo que um voltímetro é composto por um galvanômetro, de resistência interna Rg em série com uma resistência Rx, calculamos Rx para o valor de tensão máxima suportado pelo galvanômetro e um valor de fundo de escala Vfe = 50V:

Logo,

Assim concluímos que para a construção do voltímetro requerido, medindo de 0-50[V], e dentro dos parâmetros escolhidos, teremos um galvanômetro de resistência interna de aproximadamente 129 [Ω] associado em série a uma resistência de 2 [kΩ].