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Prof. Luís Nodari 1
Prof.: Luís M. Nodari
http://www.joinville.ifsc.edu.br/~luis.nodari/
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELETRICA
INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA
CAMPUS JOINVILLE
ELETRICIDADE (ELT1) 2º MÓDULO
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1 Galvanômetro
2 Características e Funcionamento
3 Medição de corrente
4 Medição de Tensão
5 Medição de Resistência
6 Ponte de Wheatstone
7 Bibliografia
Sumário
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Galvanômetro
Um galvanômetro é um dispositivo eletromecânico no qual se produz um
torque como resultado da interação entre uma corrente elétrica, que
passa pela bobina do instrumento e o campo magnético existente no
entorno da bobina.
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Galvanômetro
Generalizando existem dois tipos diferentes de galvanômetros, o de bobina
móvel e o de núcleo ou ferro móvel.
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As cargas elétricas se movendo em um condutor, como na bobina do
galvanômetro, a lei de força pode formular-se em função da corrente de
condução em vez da carga.
• A amplitude da força total exercida sobre uma bobina de n voltas é:
Considerando um um condutor de comprimento
infinitesimal onde circula uma corrente .
Nestas condições este condutor é denominado
elemento diferencial de corrente.
Se este elemento é imerso em um campo
magnético uniforme , o condutor estará submetido
a uma força dada por: >>
F = i n L B
>> >>
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Características e Funcionamento:
• Baixo consumo de energia.
• Possui impedância interna que deve ser
considerada ou ajustada a medida a ser realizada.
• Dependendo do conjunto mecânico aplicado,
requer pequena corrente para deflexão de fundo
de escala (Ifsd).
• A operação do instrumento está relativamente livre
dos efeitos dos campos magnéticos parasitas.
• Escala uniforme.
• Ampla margem de sensibilidade, dependendo das
características do conjunto eletromecânico.
• Característica dinâmica que permite uma rápida
velocidade de resposta as variações da corrente,
e capacidade de ser criticamente amortecido.
• Baixo custo.
As principais características de funcionamento destes tipos de instrumento são:
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Medição de corrente IR
Um amperímetro é um instrumento que pode ser construído a
partir de um galvanômetro e mede a corrente IA que o
atravessa.
Para medir a corrente IR que circula por um determinado
circuito é necessário conectá-lo em série com o mesmo,
de forma que IA = IR Circuito.
Contudo, a introdução do amperímetro em série com o
resistor aumenta a resistência total do circuito, alterando a
tensão e a corrente no resistor.
Porém, se RA << R esse efeito será desprezível, portanto, é
desejável que um amperímetro tenha resistência tão pequena
quanto possível.
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Galvanômetro Adaptado para Amperímetro
Ao aplicar um galvanômetro para medir a corrente em um circuito que
seja superior a corrente máxima de fundo de escala do mesmo, deve-se
aplicar um resistor de baixo valor em série com o circuito e o
galvanômetro lendo a tensão sobre a mesma.
A finalidade dessa resistência é fazer que parte da corrente I se desvie
por ela. Essa resistência é chamada Shunt.
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Medição de Tensão
Um voltímetro é um instrumento que pode ser construído
a partir de um galvanômetro e mede a tensão ou
diferença de potencial UV entre seus terminais.
Para medir a diferença de potencial UR entre os terminais
do resistor é necessário conectá-lo em paralelo com
o resistor, de forma que UV = UR.
Ao introduzir o voltímetro em paralelo com o resistor
diminui a resistência total, alterando a tensão e a corrente
no resistor.
Porém, RV >> R esse efeito será desprezível, portanto é
desejável que um voltímetro tenha resistência tão grande
quanto possível.
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Galvanômetro adaptado para voltímetro
Aplica-se ao circuito do galvanômetro uma resistência em série, de alto valor,
ajustando a corrente que passará pela mesma à corrente de fundo de escala
do galvanômetro, de tal forma que ao medir uma tensão máxima Vmax esta
proporcione uma corrente Imax que será a corrente de fundo de escala do
galvanômetro.
Quanto maior for o valor de R menos ele irá alterar as caracteristicas ddo
circuito em que está inserido.
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Um ohmímetro mede a resistência de um resistor
aplicando uma diferença de potencial sobre o resistor e
medindo a corrente que o percorre.
O resistor precisa ser desconectado do circuito ao
qual está ligado para ter sua resistência medida por um
ohmímetro.
A resistência também pode ser determinada através das
medidas da tensão e da corrente no resistor, calculando-
se a razão entre as duas medidas.
Medição de Resistência
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Galvanômetro adaptado para ohmímetro
Aplica-se ao circuito do galvanômetro uma fonte de tensão V em série com o
mesmo.
A partir de uma fonte de tensão conhecida o valor de R pode ser obtido em
função da corrente IR que se estabelece no circuito.
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Ponte de Wheatstone
Este circuito foi desenvolvido por Samuel Christie, cientista inglês, em 1833.
Foi aprimorado em 1843 por outro cientista inglês, Charles Wheatstone.
A função original do circuito, que permanece até hoje, é a medição de
grandezas elétricas
•No circuito,
•A ponte é alimentada com uma tensão vs
•Os resistores R1 e R2 tem valores conhecidos.
•R4 é ajustável, de valor conhecido, com uma escala de forma que
seu valor pode ser lido com precisão.
•Rx é o resistor cuja resistência se deseja determinar
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Ponte de Wheatstone
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Ponte de Wheatstone
O voltímetro V (resistência interna Rm) indica a tensão entre os nós v1 e v2. O
resistor R4 é ajustado até essa tensão se tornar nula, ou seja, v1 = v2
Se a diferença de potencial entre v1 e v2 é nula, a corrente através de
Rm também é nula.
Assim, na análise de malhas, deve-se ter im1 = im2 = im
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BIBLIOGRAFIA
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[5] SILVA FILHO, M.T.. Fundamentos de eletricidade. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
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