Medidores Elétricos

Medidores Elétricos

Galvanômetro

O galvanômetro é um aparelho que mede correntes de pequenas intensidades (alguns miliampères). Seu funcionamento é baseado em efeito magnético que estudaremos mais adiante.

A corrente de máxima intensidade que pode ser medida pelo galvanômetro chama-se corrente de fundo de escala.

Amperímetro

O galvanômetro pode ser modificado de modo a medir correntes de intensidades maiores e nesse caso é chamado de amperímetro. Essa modificação consiste em colocar em paralelo com o galvanômetro G (Fig.1) um resistor de pequena resistência denominado shunt.

No amperímetro entra uma corrente de intensidade i que se divide em duas partes: uma corrente de intensidade i_G que passa pelo galvanômetro (cuja resistência é R_G) e uma corrente de intensidade i_S que passa pelo shunt (cuja resistência é R_S).

Como o galvanômetro e o shunt estão em paralelo e, portanto, estão submetidos à mesma tensão U:

Mas: i = i_G + i_S

O amperímetro ideal tem resistência nula.

Voltímetro

O mostrador de um galvanômetro pode ser graduado de modo a indicar a tensão U entre seus extremos:

U = R_G . i_G  

No entanto ele mede apenas pequenas tensões. Para que possa medir tensões maiores associamos em série com o galvanômetro G (Fig.2) um resistor de resistência muito grande denominada resistência multiplicadora (R_M).

O aparelho assim obtido é um voltímetro.

O voltímetro ideal tem resistência infinita.

Ponte de Wheatstone

Na figura 3 esquematizamos um circuito denominado ponte de Wheatstone, usado para medir resistências. Uma das resistências é desconhecida e as outras três são conhecidas. Entre as conhecidas uma delas é variável. (Reostato)

A resistência do reostato é variada até que a corrente no galvanômetro seja nula. Nesse momento os pontos X e Y terão o mesmo potencial o que significa que a tensão entre A e X (U_AX) é igual à tensão entre A e Y(U_AY). Da mesma maneira a tensão entre X e B(U_XB) é igual à tensão entre Y e B(U_YB).

Como não há corrente no galvanômetro, as correntes nos ramos AX e XB têm a mesma intensidade ( i₁ ) e as correntes nos ramos AY e YB também têm a mesma intensidade ( i₂ ).

Dividindo membro a membro:

Quando a corrente no galvanômetro é nula dizemos que a ponte está em equilíbrio.

Ponte de Fio

Na figura 4 esquematizamos uma variante da ponte de Wheatstone, denominada ponte de fio.

Nesse esquema, AB é um fio de seção reta constante e feito de um único material.

O equilíbrio da ponte é obtido variando-se a posição do ponto de contato X. Sendo R₂ a resistência do trecho AX e R₃ a resistência do trecho XB, ao ser obtido o equilíbrio da ponte, teremos:

R_X . R₃ = R₂ . R₁   ( I )

Mas, como o fio tem seção reta constante, a resistência de cada trecho é proporcional ao comprimento:

R₂ = kL₂  e  R₃ = kL₃

Substituindo na equação I :

R_X . kL₃  =  k . L₂ . R₁   ⇒  R_x . L₃ = R₁ . L₂

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