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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA
GEE008: Eletricidade e Magnetismo.
Professor: Airton Natanael Coelho Dias.
Turma: UE.
PRÁTICA 3:
UTILIZAÇÃO DO MULTÍMETRO E
INTRODUÇÃO A CIRCUITOS ELÉTRICOS.
Equipe:
Uberlândia
12 de abril de 2012.
Índice:
Objetivo ................................................................................. 03
Materiais empregados .......................................................... 03
Procedimentos e resultados ................................................. 04
Conclusão ........................................................................... 12
Referência bibliográfica ....................................................... 13
Objetivo:
Observar funções e detalhes práticos do multímetro, elaborar o mini-circuito proposto, calcular o percentual de erro entre os dados práticos e teóricos e concluir sobre a base teórica.
Materiais empregados:
Fonte;
Multímetro;
Resistores;
Fios de ligação.
Procedimentos e resultados:
Os experimentos consistem em montar circuitos em série e em paralelo a fim de comparar a resistência, a tensão e a corrente em cada circuito. Além disso, os resultados encontrados na prática foram confrontados com os resultados teóricos.
A resistência elétrica é uma grandeza característica do resistor que mede a dificuldade que os átomos oferecem à passagem da corrente elétrica.
A tensão é a diferença de potencial elétrico o qual mede o trabalho que a força eletrostática realiza para levar uma carga de uma extremidade à outra do condutor, a tensão é essa força responsável por tal movimentação, ou seja, a tendência que uma carga tem de ir de um ponto a outro. E a corrente elétrica consiste no movimento ordenado das cargas em um condutor, quando estes apresentam uma diferença de potencial em suas extremidades, tal movimento tende a restabelecer o equilíbrio quebrado pelo campo elétrico ou outros efeitos (atrito, luz, etc...).
Em cada circuito foram utilizados três resistores, sendo R1=100 , R2 =100 e R3 =22 .
Experimento 1: Circuito em série.
Resistência:
Para medir a resistência utilizamos o ohmímetro, ligado em paralelo com o circuito, estando a fonte desligada, como mostra a figura 1.
Figura 1 - Medição da resistência equivalente.
Teoricamente encontramos que o valor de cada resistor era: R1=100 , R2 =100 e R3 =22 , sendo cada um com tolerância de ±5%.
Assim, o resultado teórico para a resistência equivalente nesse circuito é:
Req = R1 + R2 + R3
Req = 100+100+22 = 222
Porém considerando as tolerâncias dos três resistores obtemos:
Req,min = (100×0,95) + (100×0,95) + (22×0,95)
Req,min = 210,9
Req,max = (100×1,05) + (100×1,05) + (22×1,05)
Req,max = 233,1
O resultado prático que obtivemos com o multímetro para a resistência equivalente do circuito foi de 223 , esse valor encontra-se na faixa de valores possíveis para a resistência. O erro percentual encontrado na prática foi de 0,01%.
Corrente elétrica:
Colocamos o amperímetro em série com o circuito para medir a corrente, como mostra a figura 2.
Figura 2 - medição da corrente.
Na teoria, a corrente é dada por:
V=R×i
Como a tensão da fonte foi selecionada para 5V, e a resistência equivalente é 222 , temos que:
i=5/222
i = 0,023 = 23mA
Na prática, o valor encontrado para a corrente foi de 22mA, tendo assim, um erro percentual, em relação a teoria, de 0,01%.
Tensão:
Através do voltímetro de corrente contínua colocado em paralelo com cada resistor, estando a fonte ligada, medimos a tensão conforme as figuras 3, 4 e 5.
Na prática os valores encontrados foram:
V1 = 2,24V
Figura 3 - medição da tensão no resistor R1.
V2 = 2,28V
Figura 4 - medição da tensão no resistor R2.
V3 = 0,50V
Figura 5 - medição da tensão no resistor R3.
Dessa maneira, temos que a tensão no circuito é dada por:
VT= V1 +V2 + V3 = 5,02V
Teoricamente os valores da tensão para cada resistor, e para o circuito é dado por:
V1 = R1 × i = 2,3V
V2 = R2 × i = 2,3V
V3 = R3 × i = 0,5V
VT = V1 +V2 + V3 = 5,1V
Houve uma variação nos resultados práticos para os resistores R1 e R2 , havendo assim um erro percentual para a tensão total de 0,01%.
Experimento 2: Circuito em paralelo.
Resistência:
Para medir a resistência de um circuito em paralelo o procedimento é análogo ao circuito em série, conforme mostra a figura 6.
Figura 6 - medição da resistência em um circuito em paralelo.
Teoricamente temos que a resistência equivalente é:
1Req= 1R1+1R2+1R3
1Req= 1100+1100+122
Req = 15,3
Como temos uma tolerância de ±5% para cada resistor, o valor da resistência equivalente pode variar entre 14,5 e 16,0 .
Obtivemos na prática a resistência equivalente de 15,5 , o que nos dá um erro de 0,01% com relação ao resultado teórico.
Corrente elétrica:
Para determinar a corrente em cada resistor aplicamos uma tensão de 5V ao circuito. Como os resistores foram posicionados em paralelo, o amperímetro foi colocado em série com cada resistor, como mostram as figuras 7,8 e 9.
Os resultados encontrados na prática foram:
i1=0,05A
Figura 7 - medição da corrente para o resistor R1.
i2=0,05 A
Figura 8 - medição da corrente para o resistor R2.
i3=0,22 A
Figura 9 - medição da corrente para o resistor R3.
Os resultados teóricos, para a corrente elétrica são:
i1=VR1
i1=0,05 A
i2=VR2
i2=0,05 A
i3=VR3
i3=0,23 A
iT=i1+i2+i3
iT=0,33 A
Observamos, então, que ao fazer as medições com o amperímetro, na prática, obtivemos uma corrente de 0,22 A para o resistor de 22 e de 0,05A para cada resistor de 100 . Sendo assim, encontramos um erro de 0,01% para o valor da corrente do resistor R3 encontrada na prática com relação à teórica.
Tensão:
Como em circuitos paralelos, a tensão é a mesma para todos os resistores, foi necessário medi-la somente uma vez, com o voltímetro ligado em paralelo com o circuito, como pode ser visto na figura 10.
Figura 10 - medição da tensão para o circuito em paralelo.
Teoricamente, o valor da tensão é dado em:
V=Req×iT
V=5V
Na prática, observamos que o valor da tensão foi de 5V.
Conclusão:
Em circuitos em série temos o ohmímetro ligado em paralelo com o circuito para medir a resistência, já para a corrente elétrica, o amperímetro é colocado em série com o circuito, enquanto que para a tensão o voltímetro deve ser colocado em paralelo com cada resistor.
Para circuitos em paralelo, a resistência é medida da mesma forma que em um circuito em série, para a corrente elétrica temos o amperímetro em série com cada resistor e para a tensão, o voltímetro foi colocado em paralelo com o circuito.
Além das observações acima, vale ressaltar que os pequenos erros encontrados na prática com relação à teoria, se devem à tolerância dos resistores, uma vez que algumas medidas não foram exatas, mas foram precisas, estando dentro da variação permitida.
Referências bibliográficas:
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física 3 – Eletromagnetismo. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1983.
TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros: Eletricidade & Magnetismo e Ótica. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC.
