Amperímetro e Voltímetro

     Sabemos que o amperímetro mede intensidade da corrente e o voltímetro mede ddp. eles são construidos a partir de outro aparelho,denominado Galvanômetro, que é fundamentalmente um dispositivo indicador de correntes.Seu funcionamento é explicado pela força magnética a que um fio percorrido por corrente elétrica fica sujeito quando imerso em um campo magnético,conforme veremos em eletromagnetismo 

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   Por enquanto,aceitamos o Galvanômetro como instrumento de trabalho e vamos estudar como usá-lo na medida prática da intensidade de corrente e da ddp.

  Pequenas intensidades de corrente podem ser medidas por um Galvanômetro sem modificação.Por exemplo,um Galvanômetro de resistência elétrica Rg = 100 pode exigir Ig = 2 miliampères = 2 X 10 -³ A = 0,002 A,para um desvio total do ponteiro na frente da escala,valor que é denominado corrente de fundo de escala.

  Entretanto,geralmente precisamos medir intensidades de correntes maiores,por exemplo 2 A,e o Galvanômetro,se não for modificado será danificado.Para que o Galvanômetro possa medir tal intensidade de corrente,ligamos,como na figura 2,um resistor de pequena resistência em PARALELO,originando,assim, uma alternativa para passagem da maior da corrente.esse resistor é chamado Shunt(Rs).

Determinemos o valor da resistência do Shunt necessário para transformar nosso Galvanômetro em um AMPERÍMETRO de fundo de escala {I = 2 A}. No trecho onde está o Galvanômetro,a ddp vale: Ug = Rg .

Ig = 100.2.10 -³ V =2.10-¹ V.¨. Uv=0,2 V  A intensidade de corrente do Shunt vale Is=I-Ig=2A-0,002 A=1,998 A,e,pela lei de Ohm:Rs=Ug/Is=0,2V/1,998 A~= 0,1 o que realmente é um resistência elétrica muito pequena.

Após a determinação do SHUNT,o passo final na conversão do Galvanômetro em um amperímetro é graduar a escala com valores que variem entre 0 e 2 A,de modo que se possa fazer uma leitura direta 

O Shunt é geralmente colocado dentro da caixa do AMPERÍMETRO. É importante notar que temos uma associação de resistores em paralelo,e a resistência do Amperímetro será, então,menor que a menor resistência da associação (a do Shunt),que já é pequena.Um bom Amperímetro é aquele cuja resistência pode ser considerada desprezível em relação às resistências do circuito. (Amperímetro ideal é aquele cuja resistência elétrica é nula).

Para construir um VOLTÍMETRO,modificamos o Galvanômetro de modo um pouco diferente. No exemplo analisado,o instrumento original poderia ser utilizado para medir uma ddp de Ug=0,2V.É possível medir-se uma ddp maior por meio de resistor de alta resistência,chamado multiplicador,ligado em série com o Galvanômetro.Na figura 3,mostramos a construção de um Voltímetro que medi,no total,U=2V,partindo do mesmo Galvanômetro usado para Amperímetro. O Galvanômetro e o multiplicador estão em série e são percorridos pelas mesmas corrente Ig=2x10 -³A. Assim,precisamos ligar um resistor de 900 em série com o Galvanômetro,a fim de obter um Voltímetro que indique entre 0 e 2V.Graduamos a escala com valores entre 0 e 2V,de modo que o Voltímetro permita leitura direta;o multiplicador,como o Shunt,é geralmente colocado dentro da caixa do aparelho. O Voltímetro que descrevemos tem uma elevada resistência e não desvia mais do que 0,002 A do trecho do circuito no qual está ligado.Um bom Voltímetro é aquele cuja resistência é bem maior que as resistência do circuito,não retirando praticamente corrente do circuito cuja a ddp está medindo. (Voltímetro ideal é aquele cuja resistência é infinita)

Aplicação: A1.Um Galvanômetro tem resistência de 20 e corrente fundo de escala 0,10A.Em que condições ele poderia ser utilizado em um circuito em que circule uma corrente de 10A?

A2.Um Amperímetro de resistência 0,20 de fundo de escala 1,0mA deve ser modificado para medir correntes de até 5,0mA.Como é possivel fazê-lo?

A3.Deseja-se transformar um Galvanômetro de resistência elétrica 2,0x10² e corrente de fundo de escala 10mA em um Voltímetro para medir até 50V.Calcule o valor da resistência em série que se deve usar.