voltar pagina inicial

Analise  de  Circuitos em Corrente Continua  
 Aula19: Instrumentos de Ponteiro

Bibliografia: 
Analise de Circuitos em Corrente Continua - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica
Analise e Simulação de Circuitos no Computador - MultSIM2001 - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica

1.Galvanômetro de Bobina Móvel 

Em eletrônica  basicamente existem três grandezas  a serem medidas tensão (U), corrente(I) e potência (P). Os instrumentos usados para medi-las são chamados  respectivamente de voltímetro, amperímetro e wattímetro . Além de poder  ser medida, uma tensão também pode ser visualizada através de um instrumento chamado de osciloscópio.Os instrumentos podem dar uma indicação analógica ou digital. No caso dos instrumentos analógicos a base de seu funcionamento é um  medidor de correntes muito baixas chamado de Galvanômetro de bobina móvel ou Galvanômetro de D'Arsonval, o qual consiste  de uma bobina  que pode ser movimentada  e que está colocada  entre  os pólos  de um imã. Quando circula corrente pela bobina  haverá uma interação  entre o campo do imã fixo e do eletroímã  fazendo aparecer forças que provocarão um deslocamento da bobina móvel, deslocando junto um ponteiro o qual dará uma indicação. O ângulo deslocado será proporcional à intensidade da corrente através da bobina . Se calibrarmos a escala poderemos efetuar uma medida de corrente. 
( Inicio )

Os principais elementos  construtivos de um galvanômetro de bobina móvel são: 
a) O mostrador ( escala) e o ponteiro 
b) O  imã permanente
c) A bobina móvel
d) Sistema de suspensão

As principais características de tal aparelho são: resistência interna (Ri) e  corrente de fundo de escala ( IGM) ou ainda  sensibilidade (S) definida como sendo  S = 1/  IGM sendo especificada em KOhm/V. Assim é que um instrumento que tem fim de escala  de 50uA, terá  uma sensibilidade de 1 /50uA = 20KOhm/V. Quanto maior a sensibilidade maior a qualidade do instrumento.

2. Amperímetro                                                                                           ( Inicio )

Um amperímetro é um galvanômetro com a escala ampliada. Por exemplo se dispomos de um galvanômetro com 100mA de fim de escala e desejamos  construir um outro instrumento que meça até 1mA,  deveremos colocar em paralelo com o galvanômetro uma resistência chamada de  shunt que desvie o excesso ( no caso  9,9mA ). O  circuito está indicado na Fig02.

Fig02: Ampliando a escala do galvanômetro - circuito equivalente

2.1. Exemplo de Calculo do Resistor Shunt                                                                              ( Inicio )

Projetar um Amperímetro  com fim de escala 5mA a partir de um Galvanômetro  que tem   R_iG = 500W e sensibilidade  de 5KW/V. Qual o valor da sua resistência interna ?

R :  Primeiro devemos calcular o fim de escala do Galvanômetro.    
Como   S = 1/I_GM    I_GM = 1/ S  = 1/5.10³ = 0,2mA = 200mA, e lembrando que temos um circuito paralelo, então:

RS.4,8mA = 500.0,2mA

( a )	( b )
Fig03:  Amperímetro - Circuito com Resistor Shunt ( a ) - e circuito equivalente ( b )

Qual o significado do circuito acima ? Quando entrar 5mA  na associação paralelo( esta é a corrente que está sendo medida), o ponteiro do galvanômetro irá até o fim da escala,  pois pela bobina está passando 0,2mA   que é  a corrente que faz o ponteiro ir até o fim da escala. A diferença ( 4,8mA ) passa pelo "Shunt". Se estivesse entrando 2,5mA ? Neste caso pelo galvanômetro passaria  0,1mA, o que levaria o ponteiro até  a metade da escala.

Observe que a resistência interna do instrumento assim construído ( amperímetro ) vale : RiA=RiG//Rs, no nosso exemplo 20,83W// 500W = 20W.   Qual a conseqüência  do nosso instrumento ter uma resistência interna de  20W ? Consideremos um exemplo de medida usando o instrumento acima. Na figura a seguir temos  um circuito onde a corrente vale 5mA. O que acontecerá  se inserirmos  o nosso amperímetro para medir essa corrente ? Estaremos adicionando uma resistência de 20W que não existia  antes. O valor que será realmente medido será outro, portanto existirá um erro, o qual será maior ou menor dependendo da qualidade do amperímetro.

Fig04:  Amperímetro - Corrente calculada ( a ) - corrente medida ( b )

I(calculado ) = 1V / 200W = 5mA   I(medida) = 1V/220W = 4,54mA

Conclusão importante: Um amperímetro ideal deverá ter resistência interna NULA !!

3. Experiência 018 - Medida de Corrente - Influencia da Resistência Interna ( Inicio )

1) Para o circuito, calcule a corrente. Anote na tabela  como valor calculado (Icalc). Em  seguida abra o arquivo ExpCC018 e ative-o, anotando na tabela o valor medido (Imed) por cada amperímetro. Existem diferenças entre os valores calculado e o valor medidos ? Justifique.

Tabela1

2) Dê duplo clique no ícone do amperímetro em cada caso e anote o valor da sua resistência interna na tabela1. 
3) Qual a conclusão ? Em que caso o instrumento causa o menor erro ? Por que ?

voltar pagina inicial

Fim da página