Nesta aula, vamos estudar três aparelhos de medida: Amperímetro, Voltímetro e Ohmímetro. Acompanhe!
Multímetro usado para medir corrente, tensão, resistência elétrica e capacitância
Amperímetro
Aparelho que mede corrente elétrica, em amperes (A). Para que isso seja possível, o amperímetro deve ser ligado em série com o dispositivo do qual queremos medir a corrente, pois ela deve passar por dentro do aparelho para que a medição aconteça.
Caso contrário, se ele for ligado em paralelo com o resistor que queremos medir, acabamos provocando um curto circuito, impedindo a medição.
Importante: na teoria, um amperímetro ideal tem resistência interna igual a zero.
Voltímetro
Aparelho que mede a tensão elétrica (diferença de potencial – ddp (U)) entre dois pontos. O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o elemento em que se quer medir a ddp.
Se o aparelho for ligado em série com o resistor, a corrente não passará pelo circuito (i = 0).
Importante: na teoria, um voltímetro ideal tem resistência interna infinita.
Ponte de Wheatstone
Pode ser utilizada como ohmímetro (medidor de resistência).
Veja a figura:
Geralmente, os enunciados das questões com esse conteúdo vão trazer que não há corrente que passa pelo amperímetro (A) e que a ponte está em equilíbrio. Quando isso acontece, os pontos C e D da figura têm o mesmo potencial elétrico (V).
Portanto, podemos dizer que o resistor R2 está em paralelo com R3. Quando a corrente (i) da figura encontra o ponto B, ela se divide em duas partes (ix; iy). Observe:
Ao colocá-los em paralelo temos:
UBD = R2 . ix
UBD = R3 . iy
Repare que o resistor R1 está submetido à mesma ddp que R4. Ou seja:
UCA = R1 . ix
UDA = R4 . iy
Podemos igualá-los:
UBD = UBD
R2 . ix = R3 . iy
UCA = UDA
R1 . ix = R4 . iy
Como as duas equações possuem um lado igual, podemos igualá-las:
Essa é a fórmula para resolver questões sobre a Ponte de Wheatstone. No entanto, também é comum encontrar o produto cruzado:
R1 . R3 = R2 . R4
Exercícios sobre instrumentos de medida
QUESTÃO 1
(Cesgranrio) Qual das opções a seguir mostra a ligação adequada de um amperímetro A e de um voltímetro V, ambos ideais, de modo a permitir uma correta medida da corrente e da queda de tensão no resistor?
RESOLUÇÃO:
Lembre-se de que o amperímetro ideal tem resistência interna nula e deve ser ligado em série. Já o voltímetro ideal tem resistência interna que tende ao infinito e deve ser ligado em paralelo.
RESPOSTA: E
QUESTÃO 2
(Enem) 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.
RESOLUÇÃO:
Novamente: voltímetro é ligado paralelo e amperímetro, em série.
RESPOSTA: C
QUESTÃO 3
O arranjo de resistores da figura se chama Ponte de Wheatstone. Escolhendo o resistor R adequadamente, podemos fazer com que não passe nenhuma corrente no resistor de resistência 5,0 Ω.
Determine, em Ω, qual é o valor da resistência de R para que a corrente no resistor de 5,0 Ω seja nula.
a) 2,0
b) 3,0
c) 4,0
d) 5,0
e) 6,0
RESOLUÇÃO:
Veja, se não passar nenhuma corrente na Ponte de Wheatstone, o resistor do meio (de valor 5,0 Ω) não funciona e, com isso, pode ser desconsiderado do circuito.
Quando isso acontece, ficamos com uma ligação em série.
Mas, como vimos, para resolver esse tipo de questão podemos usar o produto cruzado:
R . 4 = 2 . 6
R = 3 Ω
RESPOSTA: B
QUESTÃO 4
(UFSC) O circuito fechado é o de uma “ponte de fio” e serve para determinação de uma resistência desconhecida RX.
Sabendo que a ponte da figura está equilibrada , isto é, o galvanômetro G não acusa nenhuma passagem de corrente elétrica, determine o valor numérico de R (em ohms), na situação de equilíbrio, considerando que L1=20 cm e L2=50 cm.
RESOLUÇÃO:
Se a figura está equilibrada, significa que não há corrente no galvanômetro (que é uma espécie de amperímetro). Assim, o que vale é o produto cruzado dos resistores.
Veja que nos foi dado o comprimento. Então, vamos usar a Segunda Lei de Ohm, que nos permite calcular a resistência por meio de uma fórmula que combina a resistividade do material (ρ), o comprimento (L) e a área do fio (A):
Observando a figura, vemos que temos um resistor R1 junto ao fio de comprimento L1 e um resistor R2 junto ao fio L2. Logo acima, temos ligado em paralelo dois resistores de 200 Ω, o que equivale a 100 Ω.
Então, o produto cruzado ficará:
Rx . R2 = 100 . R1
Para descobrir Rx, vamos utilizar a fórmula que acabamos de ver:
Rx . 50 = 100 . 20
Rx = 40 Ω
QUESTÃO 5
Considerando ideais os aparelhos de medida amperímetro e voltímetro da figura a seguir, determine suas leituras.
RESOLUÇÃO:
Vamos dar nome aos pontos para não nos perdermos:
A partir disso, para o amperímetro vamos ter:
UAB = R . i
30 = 20 . i
i = 1,5 A
Já para o voltímetro nem precisamos fazer contas. Observe que os pontos próximos ao aparelho são os mesmos que marcamos em cima:
Portanto, o voltímetro marca a mesma dpp dos terminais da bateria, ou seja, U = 30 V.
Espero que você tenha entendido um pouco melhor sobre instrumentos de media. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!
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