Física experimental - eletricidade - magnetismo - óptica

Física experimental - eletricidade - magnetismo - óptica

(Parte 6 de 10)

É o quociente do erro absoluto pelo valor verdadeiro da grandeza que esta sendo medida:

)G(v AERE=

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→ Erro percentual

→ Variação na indicação

É a diferença entre os valores medidos da mesma grandeza, quando uma grandeza de influência, apresenta sucessivamente dois valores especificados diferentes

→ Exatidão É definida pelos limites de erros e pelos limites da variação da indicação.

Classificação de instrumentos de medida para designar a sua exatidão

→ Classe de exatidão

É uma classificação de instrumentos de medida para designar a sua exatidão. O número que a designa chama-se índice de classe.

A classificação dos instrumentos conforme o índice de classe

Índices de classe Limites de erro 0,05 0,05 % 0,1 0,1 % 0,2 0,2 % 0,5 0,5 % 1,0 1,0 % 1,5 1,5 % 2.5 2.5 % 5,0 5,0 %

Pela tabela acima um instrumento da classe 0,5 poderá ter no máximo um erro de ± 0,5 %, isto é se o valor no fim de escala do instrumento for 100 V, o erro poderá ser no máximo de 0,5 V, e isto compreendido dentro de toda a sua escala. Portanto, quando o instrumento indicar um valor de 50 V, o erro poderá permanecer na faixa 40,5 a 50,5 V.

O erro é expresso sempre em relação ao valor final da escala (fundo de escala).

Não existindo indicação do índice de classe, o instrumento poderá ser considerado da classe de erro 10 %.

Os instrumentos mais comuns para medir potencial ou correntes usam um dispositivo chamados galvanômetro de d’Arsonval.

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Uma bobina pivotada de fio fino, conduzindo uma corrente. É defletida pela interação magnética entre essa corrente e o campo magnético de um imã permanente (figura).

Este torque se opõe ao de uma mola, semelhante a uma mola de relógio de pulso, torque este proporcional ao deslocamento angular. A deflexão angular da agulha presa à bobina é diretamente proporcional à corrente na bobina, e o dispositivo pode ser calibrado para medir corrente. A deflexão máxima para a qual o instrumento é desenhado, tipicamente 90° a 120°, é chamada deflexão de fundo de escala.

A corrente necessária para produzir uma deflexão de fundo de escala (tipicamente da ordem de 10 µA a 10 mA) e a resistência da bobina (tipicamente da ordem de 10 a 1 0 Ω) são as características essenciais do medidor.

Para a sua utilização para medida de corrente ou de tensão um galvanômetro precisa de um resistor que pode ser colocado em paralelo ou em série com a bobina que tem uma resistência.

Amperímetro

Mede a corrente, logo não deve alterar seu valor final, portanto a resistência interna deve ser pequena. Ideal que seja nula.

Por isso a resistência interna deve estar em paralelo e ter um valor baixo. O amperímetro deve ser sempre colocado em série no circuito.

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Voltímetro

Mede a d.d.p. (tensão ou voltagem) entre dois pontos. Para evitar o equilíbrio entre a d.d.p. (nula) o instrumento deve ter uma resistência interna elevada e que esteja ligada em série para eliminar ao máximo a perda de potencial entre os pontos. Ideal que tenha resistência infinita.

O voltímetro deve ser ligado em paralelo no circuito.

Ohmímetro

Utilizado para medir a resistência. Consiste de um galvanômetro, um resistor e uma fonte (pilha) ligados em série. A resistência em série deve ser tal que quando os terminais estiverem em curto circuito (R = 0) a deflexão da bobina seja máxima. Quando o circuito estiver aberto a deflexão não ocorrerá indicando resistência infinita.

Fonte de tensão contínua

Fornece tensão de amplitude variável (numa faixa de zero a vinte volts) permitindo flexibilidade na construção de circuitos eletromagnéticos.

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Multímetro digital

É um instrumento capaz de medir tensão, corrente e resistência. Modelos recentes, mesmo os mais simples, medem ganho estático de transistor bipolar (ganho β) e testam diodos retificadores. Modelos mais sofisticados medem capacitância e indutância.

Quanto à utilização do multímetro, antes da medida propriamente dita, dois aspectos precisam ser verificados.

I – posição das ponteiras

Via de regra os multímetros possuem três bornes, onde são encaixadas duas ponteiras. A ponteira preta é encaixada no borne denominado comum; a vermelha ou no borne indicado à medição de corrente, ou no borne indicado à medição de tensão e resistência. As cores vermelha e preta, em geral representam, respectivamente, os sinais positivo e negativo.

I – posicionamento do seletor do multímetro na escala adequada

Com respeito à escolha da escala adequada, deve-se seguir o princípio de que a melhor medida é aquela em que o valor medido está mais próximo do valor limite, em relação às outras escalas. Caso não se tenha idéia da amplitude da grandeza a medir, faz-se uma primeira medição na maior escala disponível, apenas para definir a escala mais adequada, e a seguir faz-se a medida nesta escala.

A conexão do multímetro para a medição de tensão, corrente ou resistência é procedida conforme descrito a seguir.

Tensão

Uma tensão é sempre verificada entre dois pontos. Para medir tensão as ponteiras são encostadas nestes dois pontos. Se o valor apresentado no mostrador do multímetro for positivo, o ponto em que está encostada a ponteira vermelha corresponde ao pólo positivo e o ponto em que está encostada a ponteira preta, ao negativo. Caso o valor apresentado no mostrador seja negativo,vale o oposto. Um multímetro preparado para medir tensão apresenta elevada resistência elétrica para que sua inserção não altere o comportamento do circuito (deveria idealmente apresentar resistência infinita).

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Corrente

para um multímetro medir corrente, esta deve circular através do instrumento. Para isto o circuito deve ser interrompido e aos dois pontos resultantes da interrupção deve ser conectado o multímetro. Se a corrente entra pela ponteira vermelha (sentido convencional) um valor positivo de corrente será apresentado no mostrador, e um valor negativo, caso a corrente entre na ponteira preta. Um multímetro preparado para medir corrente apresenta resistência elétrica muito baixa para que sua inserção não altere o comportamento do circuito (deveria idealmente, apresentar resistência nula – curtocircuito). Muito cuidado deve ser tomado com o multímetro quando pronto para medição de corrente. Se seus terminais forem conectados aos terminais de uma fonte de tensão, por exemplo, circulará, uma corrente muito elevada pelo instrumento, o que poderá danificá-lo. A medição de corrente em várias partes de um circuito é um procedimento um pouco inconveniente, devido ao risco de provocar curto-circuito em caso de mau uso, e principalmente, devido à necessidade de alteração do circuito.

Resistência

Para medir a resistência de um resistor deve-se encostar as ponteiras do multímetro aos sues terminais. Deve-se tomar o cuidado de que pelo menos um dos terminais do resistor não esteja conectado a nenhum outro componente de circuito. Para medir a resistência equivalente de um circuito composto exclusivamente por resistores, conectam-se as ponteiras do multímetro aos dois pontos de referencia.

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Objetivos

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