Medidores elétricos
Objetivo
Entender como gerar leitura dos instrumentos elétricos.
Se liga
Quer aprofundar seus conhecimentos no assunto? Clique aqui. Ou, caso não seja direcionado, procure na biblioteca pela aula “Corrente elétrica, lei de Ohm e resistividade”.
Curiosidade
Os voltímetros foram possíveis graças a uma descoberta de 1819 por Hans Oersted. Quando ele passou uma corrente através de um fio perto de uma agulha da bússola, notou que a agulha mudava de direção.
Teoria
Instrumentos de Medida
Amperímetros e voltímetros são aparelhos usados para medir, respectivamente, intensidade de corrente
elétrica (𝑖) e diferença de potencial (𝑈) entre dois pontos. Esses aparelhos funcionam como se fossem resistências para o circuito, e assim conseguem fazer as medidas.
Figura 01 - Multímetro
Amperímetro
Para que um amperímetro consiga medir, corretamente, o valor da corrente elétrica que passa por um resistor, é preciso:
● Que ele esteja ligado em série no circuito.
● Em um amperímetro ideal, que sua resistência seja nula (tende a zero).
Voltímetro
Figura 03 – Voltímetro
Para que um voltímetro consiga medir, corretamente, o valor da corrente elétrica que passa por um resistor, é preciso:
● Que ele esteja ligado em paralelo.
● Em um voltímetro ideal, que sua resistência interna seja infinita (tende a infinito).
● Que o voltímetro tenha seu polo positivo ligado ao maior potencial, e o polo negativo, ao menor potencial. Caso contrário, a leitura do voltímetro será um valor negativo.
Obs.: Quando ligados de forma errada, o amperímetro (em paralelo) produz curto-circuito e o voltímetro (em
Exercícios de fixação
1.
Sobre o aparelho voltímetro é correto afirmar que:a) Deve ser ligado em série.
b) Deve ser ligado em circuito misto. c) Deve ser ligado em nada.
d) Deve ser ligado em paralelo.
e) Deve ser ligado com o polo positivo ligado ao menor potencial
2.
Sobre voltímetro ideal, podemos afirmar que:a) sua resistência interna deve ser infinita. b) sua resistência interna deve ser zero.
c) sua resistência interna deve ser igual a resistência do circuito. d) sua resistência interna deve ser limitada.
e) nenhuma das alternativas acima.
3.
Sobre o aparelho amperímetro é correto afirmar que:a) Deve ser ligado em série.
b) Deve ser ligado em circuito misto. c) Deve ser ligado em nada.
d) Deve ser ligado em paralelo.
e) Deve ser ligado com o polo positivo ligado ao menor potencial
4.
Sobre voltímetro ideal, podemos afirmar que:a) sua resistência interna deve ser infinita. b) sua resistência interna deve ser zero.
c) sua resistência interna deve ser igual a resistência do circuito. d) sua resistência interna deve ser limitada.
e) nenhuma das alternativas acima.
Exercícios de vestibulares
1.
(Enem 2013) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:
a) b)
c) d)
e)
2.
(Uftm 2012) Assinale a alternativa que explica corretamente o funcionamento dos elementos componentes de um circuito elétrico.a) A resistência interna do amperímetro deve ser muito pequena, de forma a não interferir no valor da
corrente a ser medida.
b) Os fusíveis são elementos de proteção, pois não deixam passar qualquer corrente que os atinja. c) Os resistores são elementos muito utilizados para economizar energia elétrica, pois produzem
energia térmica.
d) A capacidade de geração de energia por uma bateria termina quando sua resistência interna
diminui, esgotando-a.
e) Os receptores de um circuito elétrico convertem toda a energia elétrica recebida em energia
3.
(G1 - ifsul 2018) Os instrumentos de medidas elétricas que medem corrente elétrica, diferença de potencial elétrico e resistência elétrica são denominados, respectivamente, amperímetros, voltímetros e ohmímetros. Muitas vezes, eles são reunidos em um único aparelho, denominado multímetro, o qual tem uma chave que permite selecionar a função desejada. Em relação à forma correta que esses medidores devem ser associados com um resistor em um circuito elétrico, um amperímetro ideal, quando associadoa) em série, mede a corrente elétrica que circula nesse resistor. b) Em paralelo, mede a corrente elétrica que circula nesse resistor.
c) Em série, mede a diferença de potencial elétrico a que o resistor está submetido. d) Em paralelo, mede a diferença de potencial elétrico a que o resistor está submetido. e) Nenhuma das alternativas.
4.
(Enem PPL 2012) Um eletricista precisa medir a resistência elétrica de uma lâmpada. Ele dispõe de uma pilha, de uma lâmpada (L), de alguns fios e de dois aparelhos: um voltímetro (V), para medir a diferença de potencial entre dois pontos, e um amperímetro (A), para medir a corrente elétrica. O circuito elétrico montado pelo eletricista para medir essa resistência éa)
b)
c) d)
5.
(Ufrgs 2010) Voltímetros e amperímetros são os instrumentos mais usuais para medições elétricas. Evidentemente, para a obtenção de medidas corretas, esses instrumentos devem ser conectados de maneira adequada. Além disso, podem ser danificados se estiverem conectados de forma incorreta ao circuito. Suponha que se deseja medir a diferença de potencial a que está submetido o resistor R2 do circuito a seguir, bem como a corrente elétrica que o percorre.Assinale a figura que representa a correta conexão do voltímetro (V) e do amperímetro (A) ao circuito para a realização das medidas desejadas.
a) b)
c) d)
e)
7.
(Pucrj 2012) Calcule a corrente em ampères medida no amperímetro (A) do circuito apresentado na figura. a) 1,6 b) 3,3 c) 5,0 d) 8,3 e) 20,08.
(G1 - ifpe 2016) O circuito elétrico representado no diagrama abaixo contém um gerador ideal de 21 Volts com resistência interna desprezível alimentando cinco resistores.Qual o valor da medida da intensidade da corrente elétrica, expressa em amperes, que percorre o amperímetro A conectado ao circuito elétrico representado?
9.
(Eear 2018) Em uma aula de laboratório o professor montou um circuito com 3 resistores ôhmicos R1, R2 e R3 associados a uma fonte de alimentação ideal (Vt) conforme o circuito abaixo. E solicitou ao aluno que, usando um amperímetro ideal, medisse o valor da intensidade de corrente elétrica que flui através de R2O aluno, porém, fez a ligação do amperímetro (A) da maneira indicada na figura a seguir. Com base nisso, assinale a alternativa que representa o valor indicado, em ampères, no amperímetro.
10.
(G1 - col. naval 2014) Considere que um determinado estudante, utilizando resistores disponíveis no laboratório de sua escola, montou os circuitos apresentados abaixo:Querendo fazer algumas medidas elétricas, usou um voltímetro (V) para medir a tensão e um amperímetro (A) para medir a intensidade da corrente elétrica. Considerando todos os elementos envolvidos como sendo ideais, os valores medidos pelo voltímetro (situação 1) e pelo amperímetro (situação 2) foram, respectivamente:
Gabaritos
Exercícios de fixação
1. D
Para que um voltímetro consiga medir, corretamente, o valor da corrente elétrica que passa por um resistor, é preciso que ele seja ligado em paralelo.
2. A
Em um voltímetro ideal, sua resistência interna deve ser infinita (tende a infinito).
3. A
Para que um amperímetro consiga medir, corretamente, o valor da corrente elétrica que passa por um resistor, é preciso que ele seja ligado em série no circuito.
4. B
Em um amperímetro ideal, sua resistência interna deve ser nula (tende a zero).
5. Amperímetros e voltímetros são aparelhos usados para medir, respectivamente, intensidade de corrente
(𝑖) elétrica e diferença de potencial (𝑈) entre dois pontos. Esses aparelhos funcionam como se fossem resistências para o circuito, e assim conseguem fazer as medidas.
Exercícios de vestibulares
1. E
O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o trecho de circuito onde se quer medir a tensão elétrica, ou seja, entre os terminais fase e neutro. O amperímetro, para medir a corrente total, deve ser instalado no terminal fase ou no terminal neutro. O outro amperímetro, para medir a corrente na lâmpada, deve ser ligado em série com ela.
2. A
O amperímetro é um instrumento ligado em série com os demais elementos do circuito. Por isso, a sua resistência interna deve ser desprezível em relação às demais resistências do circuito, de forma a não alterar significativamente a resistência equivalente desse circuito, fornecendo leitura de erro desprezível.
3. A
O amperímetro deve ser ligado em série, para medir a intensidade da corrente elétrica que passa no fio condutor em questão.
4. C
5. B
A resistência equivalente do paralelo é:
𝑅𝑏 =
6 .36+3 = 2𝛺
A resistência equivalente do circuito é: 𝑅𝑒𝑞 = 2 + 3 + 1 + 1 = 7 𝛺
Aplicando a lei de Ohm-Pouillet: 𝐸 = 𝑅𝑒𝑞 . 𝐼 = 21 = 7 . 𝐼 ; 𝐼 = 3 𝐴
A ddp no trecho em paralelo é: 𝑈𝑃= 𝑅𝑃. 𝐼 = 2 . 3 = 6 𝑉
Então, a leitura do amperímetro é:
𝑈𝑃 = 𝑅 . 𝑖𝐴
6 = 6 . 𝑖
𝐴𝑖
𝐴= 1 𝐴
6. APara que o amperímetro faça a leitura correta, ele deve ter resistência interna nula e ser ligado em série com o trecho de circuito onde se quer medir a corrente.
7. C
A resistência equivalente do circuito é: 𝑅𝑒𝑞 =
2 2 + 1 𝑅𝑒𝑞= 2 𝛺
A corrente medida no amperímetro é a corrente no circuito. Aplicando a lei de Ohm-Pouillet:
𝐸 = 𝑅𝑒𝑞 . 𝑖
10 = 2 . 𝑖 𝑖 = 5 𝐴
8. B
O voltímetro deve estar ligado em paralelo com R2, e o amperímetro, em série com ele.
9. C
Como o amperímetro ideal possui resistência nula, é como se 𝑅2 estivesse em curto nesse caso.
Portanto:
𝑅𝑒𝑞 = 10 + 30 = 40 𝛺
𝑉𝑡 = 𝑅𝑒𝑞. 𝑖 = 12 = 40 . 𝑖
10. B
Situação I
Como os resistores estão em série, a resistência equivalente é igual à soma das resistências. O valor medido pelo voltímetro é a ddp no resistor de 40 𝛺
Aplicando a lei de Ohm-Pouillet: 𝜖 = 𝑅𝑒𝑞 . 𝑖 = 12 = (60 + 40 + 20). 𝑖 𝑖 = 12 120 𝑖 = 0,1 𝐴 𝑈 = 𝑅 . 𝑖 = 40 . 0,1 𝑈 = 4 𝑉 Situação II
Calculando a resistência equivalente: 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 60+ 1 30+ 1 20= 1 + 2 + 3 60 = 1 10 𝑅𝑒𝑞 = 10 𝛺
O valor medido pelo amperímetro é a corrente total no circuito. Aplicando a lei de Ohm-Pouillet:
𝜖 = 𝑅𝑒𝑞 . 𝑖
