Questão 03
a) Explique a diferença entre um amperímetro ideal e um real.
b) Por que é desejável que a resistência interna de um amperímetro seja a menor possível?
c) Explique como um galvanômetro pode ser adaptado para funcionar como um amperímetro. Qual é o objetivo dessa adaptação?
b) Por que é desejável que a resistência interna de um amperímetro seja a menor possível?
c) Explique como um galvanômetro pode ser adaptado para funcionar como um amperímetro. Qual é o objetivo dessa adaptação?
Passo 1
O enunciado trata de instrumentos de medição de corrente elétrica. Vamos usar conceitos de circuito elétrico (Lei de Ohm e associação de resistores) para entender como um amperímetro ideal se difere de um real, por que queremos sua resistência interna mínima e como adaptar um galvanômetro para atuar como amperímetro.
Passo 2
Um amperímetro ideal é um instrumento que mede a corrente sem alterar o circuito. Para isso, ele deve ter resistência interna exatamente igual a zero, de modo que não cause nenhuma queda de tensão ao ser inserido em série. Na prática, um amperímetro real possui uma pequena resistência interna
. Essa resistência faz com que, ao circular corrente
pelo instrumento, haja uma queda de tensão
, o que modifica as condições do circuito e afeta a exatidão da leitura.
Passo 3
É desejável que a resistência interna de um amperímetro seja a menor possível porque, ao inserirmos o amperímetro em série com o circuito, queremos minimizar a queda de tensão que ele introduz. Quanto menor for
, menor será a diferença entre a corrente real do circuito e a corrente medida, reduzindo o erro de medição e evitando distorções no funcionamento do circuito.
Passo 4
Um galvanômetro é um dispositivo sensível que detecta correntes muito pequenas, desviando uma agulha conforme a corrente
que percorre sua bobina de resistência interna
. Para transformá-lo num amperímetro capaz de medir correntes maiores, conecta-se em paralelo à bobina um resistor de derivação (shunt)
. A maior parte da corrente total
passa pelo shunt e apenas uma fração
passa pelo galvanômetro, obedecendo
onde
. Escolhendo adequadamente
, garantimos que o ponteiro do galvanômetro defletirá o máximo permitido quando
atingir o fundo de escala desejado. O objetivo dessa adaptação é ampliar a faixa de correntes mensuráveis e proteger o galvanômetro de correntes que poderiam danificá-lo.
Resposta
a) Um amperímetro ideal tem resistência interna zero e não altera o circuito; um real tem resistência interna finita e provoca queda de tensão.
b) Porque quanto menor , menos queda de tensão o amperímetro introduz, menor é o erro de medição e menor o impacto no circuito.
c) Liga-se um resistor shunt em paralelo ao galvanômetro de resistência
para que a maior parte da corrente passe pelo shunt. Assim amplia-se a faixa de medição e protege-se o galvanômetro de correntes excessivas.
b) Porque quanto menor
c) Liga-se um resistor shunt