Trabalho Completo Relatório Resistência Interna De Um Voltímetro

Relatório Resistência Interna De Um Voltímetro

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Categoria: Ciências

Enviado por: Mariana 22 dezembro 2011

Palavras: 2016 | Páginas: 9

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ue saiam da fonte (Power Line II versão MPL-3303) aos pólos da protoboard, e do protoboard connectou-se um fio que saia do pólo positivo á uma extremidade do resistor, e na outra extremidade do resistor foi conectado um jacaré ligado á um multímetro do qual media a amperagem, e outro jacaré vindo do multímetro foi conectado ao pólo negativo da protoboard e assim formou uma ligação em serie. Em seguida criou-se um circuito em paralelo e para isso utilizou-se outro multímetro para medir a voltagem no circuito, e assim foi possível a medida correta da tensão na resistência. Então ligou-se a fonte (Power Line II versão MPL-3303) aos pólos da protoboard, e do protoboard conectou-se um fio que saia do pólo positivo á uma extremidade do resistor, e na mesma extremidade do resistor foi conectado um jacaré ligado á um multímetro do qual media a amperagem, e outro jacaré vindo do multímetro foi conectado ao pólo negativo da protoboard e

dessa forma fechou-se o circuito em paralelo. Assim ajustou-se a fonte a 0,1 Volt e foi anotada a voltagem e a amperagem nos multímetros, dessa forma foram feitas 3 anotações aumentando a voltagem da fonte de 2 em 2 Volt.

Figura 1: voltímetro ligado em paralelo apenas com o resistor

Repetiu-se esse procedimento para todos os resistores anotando os resultados. Na segunda parte somente o voltímetro foi alterados, passou a possuir uma resistência em paralelo, e o amperímetro foi ligado em serie com o resistor, dessa forma o voltímetro ficou em paralelo com o amperímetro e também com a resistência. Conectou-se a fonte(Power Line II versão MPL-3303) por um fio no pólo positivo,e desde saiu um fio ligado do qual foi ligado na coluna de (A,B,C,D,E), e no mesmo alinhamento conectou-se uma das resistências na protoboard (Icel Manaus versão MSB-300) na posição vertical em uma das colunas (A,B,C,D,E). Com isso conectaram um fio de jacaré que foi posto na extremidade do resistor a um multímetro, para medir a voltagem, e desde multímetro saía um jacaré que se conectava ao pólo negativo do protoboard, de modo que na saída do resistor foi posto um outro jacaré que foi conectado a um multímetro que media a amperagem e este foi conectado ao pólo negativo da protoboard, fechando o circuito .Sendo possível analisar a resistência interna do resistor.

Figura : Voltímetro ligado em paralelo com o amperímetro e o resistor.

Segunda tentativa Determinação da resistência interna de um voltímetro

O circuito utilizado para a medição da resistência interna do voltímetro consiste em um resistor de 1M ligado em série com um voltímetro, sendo o circuito alimentado por uma fonte, como ilustra a figura 1. Antes de iniciar a montagem do circuito na protoboard a resistência do resistor empregado no circuito foi confirmada com o multímetro. Com a fonte em aberto foi medida a tensão fornecida pela mesma. Após conectar a fonte ao circuito mediu-se a tensão no circuito. Foram anotados os valores tensão fornecida pela fonte em aberto, a tensão do circuito fechado e a leitura da tensão na fonte com o circuito fechado. O procedimento foi repetido cinco vezes.

Figura 1:montagem utilizada para medir a resistência interna do voltímetro.

Determinação da resistência interna de um amperímetro

O circuito utilizado para a medição da resistência interna do amperímetro consiste em um resistor de 100 ligado em série com uma associação em paralelo de um voltímetro e um amperímetro (do qual se deseja medir a resistência interna), sendo o circuito alimentado por uma fonte, como ilustra a figura 2.

Figura 2:Montagem utilizada para medir a resistência interna do amperímetro.

Antes de iniciar a montagem do circuito na protoboard a resistência do resistor empregado no circuito foi confirmada com o multimetro. Com o circuito já fechado foi medida a tensão registrada pelo voltímetro entre os terminais do amperímetro, a corrente medida pelo amperímetro e a tensão indicada na fonte.

Determinação da resistência interna de uma fonte de tensão

O circuito utilizado para a medição da resistência interna da fonte consiste em um resistor de 100 ligado em série com a fonte da qual se deseja medir a resistência interna. Em paralelo com o resistor é colocado um voltímetro para registrar a tensão a que está sujeito o resistor.

Figura 3:Montagem utilizada para medir a resistência interna dafonte.

Antes de iniciar a montagem do circuito na protoboard a resistência do resistor empregado no circuito foi confirmada com o multímetro. Com o circuito em aberto foi medida a tensão nos terminais da fonte. Com o circuito já fechado foram anotados os valores medidos pelo voltímetro e os valores indicados no visor da fonte.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

1-) Para medir a resistência interna de um voltímetro real, realizamos a seguinte montagem de um circuito utilizando a protoboard, ilustrada na figura 4.

Figura 4: Voltímetro Real

A partir deste arranjo foi possível mensurar a tensão fornecida pela fonte e a tensão marcada pelo voltímetro, onde realizamos 5 medidas variando a tensão da fonte e medindo a variação no voltímetro. Os dados obtidos estão listados na tabela 1.

Tabela 1: Dados experimentais

Tensão Fonte (Volt) 4,832 3,789 2,878 1,870 0,777

Tensão no multimetro (Volts) 4,439 3,470 2,632 1,708 0,690

Tensão indicada na fonte 5,0 3,9 3,0 2,0 1,0

Sendo E= tensão da fonte e V1=tensão no multímetro podemos realizar o gráfico de V1x(E- V1)

5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 y = 12.03x - 0.317 R² = 0.998

A derivada do gráfico  

, equivale ao coeficiente angular da

equação 1 que usaremos para encontrar a resistência interna do voltímetro. equação 1

Assim, pela equação da reta de tendência linear temos que o coeficiente angular é igual a .

Logo, substituindo este coeficiente angular na equação 1 obtemos:

A resistência que utilizamos era de R=0,995M , assim a resistência do multímetro é de:

O erro associado a esta medida é dada pela equação 2: equação 2 Os erros associados aos equipamentos estão na especificação do voltímetro digital ET-2510, listados no final do relatório.

2-) Para medir a resistência interna de um amperímetro real, realizamos a seguinte montagem de um circuito, ilustrada na figura 5.

Figura 5: Amperímetro Real

Com este circuito medimos a voltagem e a corrente real do amperímetro. Foram feitas 5 medidas, variando a tensão na fonte. Os dados obtidos estão listados na tabela 2.

Tabela 2: Dados experimentais

Intensidade da Corrente(A) 0,047 0,038 0,027 0,016 0,006

Tensão no multimetro (mili Volts) 5,5 4,6 3,3 2,1 0,9

Tensão indicada na fonte 5,0 4,1 3,0 2,0 1,0

Da tabela 2 segue o gráfico 2 de V x IA:

0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 y = 8.878x - 0.002 R² = 0.999

A derivada do gráfico

, equivale a resistência interna do amperímetro

como podemos ver pela equação 3:



equação 3

Assim pela equação da reta de tendência linear temos O erro associado a esta medida é dada pela equação 4: equação 4

3-) Para medir a resistência interna de uma fonte real, realizamos a seguinte montagem de um circuito, ilustrada na figura 6.

Figura 6: Fonte Real

A partir deste arranjo foi possível mensurar a tensão fornecida pela fonte e a tensão marcada pelo voltímetro, onde realizamos 5 medidas variando a tensão da fonte e medindo a variação no voltímetro. Os dados obtidos estão listados na tabela 3.

Tabela 3: Dados experimentais

Tensão Fonte (Volt) 4,875 3,802 2,819 1,789 0,802

Tensão no multimetro (Volts) 4,870 3,795 2,805 1,771 0,791

Tensão indicada na fonte 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0

Sendo V0=Tensão da Fonte, a tensão medida sem uma resistência R conhecida e V1 Tensão no multímetro com uma resistência conhecida R. Assim construiu-se o gráfico de (Vo-V1) X V1

6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 0.004 0.009

y = -214.4x + 5.165 R² = 0.487

0.014

0.019

A derivada do gráfico    

, cujo módulo equivale a resistência

interna do amperímetro como podemos ver pela equação 5: equação 5 

Sendo R a resistência conhecida e que possui valor de 98,1 , temos:

O erro associado é dado pela equação 6: equação 6        



CONCLUSÃO

No experimento realizado, atráves dos dados obtidos, concluiu-se que a Lei de Ohm é eficaz para os circuitos montados. Esses resultados obtidos, porém, só podem ser considerados precisos, se considerar que os aparelhos utilizados não são ideais. Isso se deve por que não existem voltímetros e amperímetros com resistência infinita e nula, respectivamente, e se eles fossem considerados ideais, constataria-se que os dados obtidos não seriam os esperados. Pelos resultados obtidos, pode-se confirmar essa informação. A resistência do voltímetro foi encontrada como , e a do amperímetro . Pode-se obsevar que apesar desses aparelhos não serem ideais, a resistência do voltímetro é muito maior do que a do amperímetro, e por isso considra-se, na maioria dos casos, que são. No experimento realizado também foi calculado a resistência da tensão que foi de . Pode-se notar que ela não é tão alta quanto a resistência do voltímetro, porém também não é tão baixa quanto a do amperímetro.

Especificações do Multímetro Digital ET-2510

Tensão DC: Faixas: 600mV, 6V, 60V, 600V, 1000V Precisão: (0.5%+2D) Resolução: 0.1mV, 1mV, 10mV, 100mV, 1V Impedância de Entrada: 10MW // < 100pF CMRR / NMRR: VAC: CMRR 60dB em DC, 50Hz / 60Hz; VDC: CMRR 100dB em DC, 50Hz / 60Hz e NMRR 50dB em DC, 50Hz / 60Hz Proteção de Sobrecarga: 1000V RMS Tensão AC (True RMS): Faixas: 600mV, 6V, 60V, 600V, 750V Precisão: 600mV (0.9%+5D) p/ 50Hz / 60Hz; Outras (0.9%+5D) p/ 50Hz ~ 500Hz Resolução: 0.1mV, 1mV, 10mV, 100mV, 1V Impedância de Entrada: 10MW // 100pF Tipo de Conversão AC: Acoplamento AC com resposta True RMS CMRR / NMRR: VAC: CMRR 60dB em DC, 50Hz / 60Hz; VDC: CMRR 100dB em DC, 50Hz / 60Hz e NMRR 50dB em DC, 50Hz / 60Hz Proteção de Sobrecarga: 1000V RMS Corrente DC: Faixas: 600µA, 6000µA, 6A, 10A Precisão: (1.0%+2D) Resolução: 0.1µA, 1µA, 0.001A, 0.01A Queda de Tensão: < 4mV/µA (faixas 600µA e 6000µA); < 2V máximo (faixas 6A e 10A) Proteção de Sobrecarga: Entrada A - fusível de ação rápida 10A/500V; Entrada µA - 600V RMS Corrente AC (True RMS): Faixas: 6A, 10A Precisão: (1.5%+5D) p/ 50Hz ~ 500Hz Resolução: 0.001A, 0.01A Tipo de Conversão AC: Acoplamento AC com resposta True RMS Queda de Tensão: 2V máximo (faixas 6A e 10A) Proteção de Sobrecarga: Entrada A - fusível de ação rápida 10A/500V Resistência: Faixas: 600W, 6kW, 60kW, 600kW, 6MW, 60MW Precisão: 600W ~ 600kW (0.7%+2D); 6MW (1.0%+2D); 60MW Resolução: 0.1W, 1W, 10W, 100W, 1kW, 10kW Tensão de Circuito Aberto: Aprox. -1.3V Proteção de Sobrecarga: 600V RMS

(1.5%+2D)

Fonte: http://www.brasilhobby.com.br/descricao.asp?CodProd=ET2510

acesso em 16/03/2010.