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CONSTRUÇÃO DE UM AMPERÍMETRO AMPERÍMETRO CAIO G. R AGGI AGGI, HADASSA A. OLIVEIRA, LUCAS Y. L. MAFRA  Laboratório de Engenharia Elétrica, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Universidade Federal de Viçosa Viçosa, MG, Brasil E-mail: [email protected], [email protected], [email protected] 

Resumo O amperímetro é um aparelho utilizado para medir a intensidade da corrente elétrica de um circuito. A construção do amperímetro é feita através de um resistor de baixa resistência denominado shunt que é colocado em paralelo no galvanômetro.

Palavras-chave Amperímetro, resistência, galvanômetro.

1 Introdução 2 Metodologia O amperímetro é um instrumento de medida muito usado na área da eletricidade. Sua função é fazer a leitura da corrente através de um circuito, afetando-o da menor maneira possível. Para isso ele deve ser ligado em série com o elemento através do qual passa a corrente que se deseja conhecer. Internamente o aparelho é composto basicamente por um galvanômetro e por resistores que compõe um sistema de “proteção” para esse galvanômetro, visto que instrumentos de bobina móvel suportam picos de correntes relativamente pequenas . O  galvanômetro utilizado para fabriciar o amperímetro possui fundo de escala de 1mA, sendo assim não é possível medir correntes maiores. Para resolver esse problema os amperímetros são construídos pela associação em paralelo de um resistor (chamado de shunt) com um galvanômetro. A corrente total    que atravessa a associação se divide na corrente   que atravessa o galvanômetro e é por ela medida, e na corrente  que é desviada atravessando o shunt, na razão inversa de suas resistências. A corrente I G que atravessa o galvanômetro é apenas uma fração da corrente total  . Pela análise de circuitos (Lei de Kirchhoff das Tensões), sabemos que a tensão sob o resistor shunt é a mesma tensão a que está submetida a resistência interna do galvanômetro. Podemos escrever:

 





   

(1)

E a partir daí temos que: (2)           O número adimensional (   ) é o fator 

de amplificação da escala natural de medida de corrente do galvanômetro conseguida com a associação em paralelo com o resistor  . A partir dessa relação  podemos calcular o valor da resistência necessário  para converter o galvanômetro num amperímetro na escala desejada. [Eletrônica Básica e Instrumentação, 2013]



O esquema de um amperímetro projetado é ilustrado na Figura 1.

Figura 1. Amperímetro projetado.



Mediu-se o valor da resistência   com um multímetro digital (encontrou-se (encontrou- se o valor de 369 Ω). Posteriormente, montou-se o circuito da figura 1 sem o resistor   e com o resistor  igual a 101,5 kΩ, e com um amperímetro digital foi medido o valor máximo para que a corrente   atinge. Finalmente, calculou-se o valor da resistência    para que o amperímetro pudesse medir uma corrente  vinte vezes o valor de sua corrente máxima  , ou seja, para que o fator de amplificação seja exatamente 20. Todos os valores foram anotados na Tabela 1.

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









Tabela 1. Valores para o amperímetro projetado.

 (Ω) 369

  (mA) 0,24

 (mA) 4,8

 (Ω) 19,29

Foi feito então um teste para conferir os resultados obtidos foram satisfatórios, através de um circuito simples com uma fonte de tensão e um resistor, medindo três valores da corrente desse circuito com o amperímetro digital e o projetado, variando a fonte de tensão. Os dados foram anotados na Tabela 2.

Tabela 2. Dados medidos para verificação do Amperímetro.

Corrente Amperímetro Digital Amperímetro Projetado

1/3 de I (mA)

1/2 de I (mA)

I (mA)

1,65

2,45

4,87

1,62

2,44

4,88

Para concluir e saber se os resultados foram satisfátorios, foram calculados e anotados na Tabela 3 os erros relativos percentuais entre os valores de medidos pelo amperímetro digital e o projetado, sabendo que:



         

(3)

Tabela 3. Erros percentuais relativos.

 Real (mA)  Medido (mA) 1,65 2,45 4,87

1,62 2,44 4,88

Erro (%) 1,81 0,4 0,2

Erros podem ter sido provocados pela variação da Rp. Além disso, usou-se resistores que possuem uma margem de tolerância de no máximo 5%, o que pode ter causar oscilações em seus valores nominais. No entanto, percebemos que o erro cometido ao final do experimento foi relativamente baixo e encontrou-se dentro do valor esperado.

3 Conclusão Através da atividade prática proposta e do embasamento teórico sobre os instrumentos de medida de bobina móvel, foi possível dimensionar e construir um amperímetro primitivo, que funcionou e se mostrou bem fiel aos resultados esperados. Observou-se que se pôde criar amperímetros desejados utilizando apenas alguns resistores em  paralelo com o galvonômetro. galvonômetro. Uma observação importante é que esses resistores não deixem grandes correntes passarem pelo galvanômetro, não atrapalhando as medidas e não danificando-o.

Referências Bibliográficas FILHO, S. M. Fundamentos de Medidas Elétricas. 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 1981. Eletrônica Básica e Instrumentação. Disponível em: Acesso em: 13 fev. 2013.