Galvanômetro - voltímetro, amperímetro e ohmímetro O galvanômetro é um aparelho que indica, através de um ponteiro, quando uma corrente elétrica de baixa intensidade passa através dele, ou seja, é um micro amperímetro. Tipos de galvanômetro Bobina móvel O galvanômetro mais comum é do tipo conhecido como bobina móvel, onde uma bobina de fio muito fino é montada em um eixo móvel, e instalada entre os pólos de um ímã permanente fixo. Quando circula corrente elétrica pela bobina, se forma um campo magnético que interage com o campo do imã, e a bobina gira, movendo um ponteiro, sobre uma escala graduada. Como o movimento do ponteiro é proporcional à corrente elétrica que percorre a bobina, o valor da corrente é indicado na escala graduada. Tipos de galvanômetro ferro móvel Outro tipo de galvanômetro é o de ferro móvel, neste caso, a bobina é fixa, envolvendo uma chapa de ferro móvel, presa em uma agulha. Quando a corrente elétrica circula pela bobina surgem campos nas chapas de mesma polaridade, ou seja, repelem-se fazendo com que a agulha se mova proporcionalmente ao campo criado. O galvanômetro de ferro móvel é pouco usado, por ser menos sensível que o de bobina móvel, mas possui as vantagens de ser mais barato, mais robusto, e funcionar tanto com corrente contínua como com corrente alternada. 1
O voltímetro analógico O voltímetro é o instrumento capaz de medir a tensão elétrica. Essa medição é exibida em um display digital ou analógico e se analógico um galvanômetro é utilizado. Vejamos como: Todo galvanômetro possui uma resistência interna denominada RG, e um baixo fundo de fundo de escala que é o maior valor que ele é capaz de medir. Este valor é bem baixo, então se desejamos medir tensões maiores, devemos associar em série com ele um resistor multiplicador. Assim, pequena parte da tensão ficará sobre RG e a maior parte sobre RM. Abaixo, uma representação do voltímetro analógico. Dimensionando o resistor multiplicador (RM) para medir uma tensão de 5V. Conhecendo a máxima corrente (IG) e a resistência interna (RG), calculamos a máxima tensão (VG). Então, 4V de tensão deverão ficar sobre RM que deverá ser de: 4V = RM. 0,01 RM = 4V 0,01 RM = 400Ω O voltímetro normalmente possui uma chave seletora para selecionar qual escala apresenta o resultado mais preciso. Por exemplo, 5V, 10V e 20 V, se desejamos medir 3V, obteremos melhor resultado se o voltímetro estiver na escala de 5V. Abaixo, uma representação didática de como é este voltímetro. 1- A unidade de tensão elétrica é o volt, homenagem a Alexandre Volta. 2- Para medir tensão elétrica devemos colocar o voltímetro em paralelo como pontos que se deseja medir. 3- O termo voltagem não é correto. O correto é tensão elétrica. 2
O amperímetro analógico É o instrumento capaz de medir a intensidade da corrente elétrica. Essa medição é exibida em um display digital ou analógico e se analógico um galvanômetro é utilizado, porém, assim como o voltímetro alguns cuidados são necessários. O galvanômetro possui uma baixa corrente de fundo de escala, assim se desejarmos medir correntes maiores devemos colocar um resistor em paralelo com o mesmo para que somente uma parte da corrente circule pela bobina e a maior parte circulará pelo resistor. Esse resistor é chamado de shunt e deverá suportar a maior parte da corrente e, portanto, o projetista deverá atentar também a potência do resistor. Abaixo, uma representação do amperímetro analógico. Dimensionando um resistor shunt para uma corrente de 200mA. Conhecendo a máxima corrente (IG) e a resistência interna (RG), calculamos a máxima tensão (VG). Se desejamos 200mA e a corrente máxima é 10mA deverá passar pelo resistor shunt 190mA. Assim, podemos calcular o Rshunt. 1V = Rshunt. 0,190A Rshunt = 1V 0,190A Rshunt = 5,26Ω Assim como o voltímetro o amperímetro apresenta escalas selecionáveis por uma chave seletora. Vejamos um exemplo para 100mA, 200mA e 500mA. Ao lado, uma representação didática de como é este amperímetro. 3
1- A unidade da intensidade da corrente elétrica é o ampère, homenagem a Andre Marie Ampère. 2- Para medir a intensidade da corrente elétrica devemos colocar o amperímetro em série com os pontos onde se deseja medir a corrente. 3- O termo amperagem não é correto. O correto é corrente elétrica. O ohmímetro analógico O ohmímetro é o instrumento capaz de medir a resistência elétrica e verificar se o circuito está em curto ou aberto. Assim como o amperímetro e o voltímetro ele pode ser construído com o auxílio de um galvanômetro. Porém, necessita de uma fonte de fonte de tensão interna. Quando as pontas de prova estiverem em curto a resistência será nula e corrente será máxima levando o ponteiro a zero Ω. Alguns fatores poderão interferir na medição entre elas o cabo de medição, as pontas de prova etc. O resistor variável fará o ajuste do zero ohm. Vejamos um exemplo prático. 4
Conhecendo a máxima corrente (IG) e a resistência interna (RG), calculamos a máxima tensão (VG). Sabendo-se que a tensão da bateria é de 3V, que o resistor variável foi ajustado em 200Ω, garantindo o zero ohm e a máxima corrente 10mA, temos: I = V (RV + RG + RX) I = 3V (200Ω + 100Ω + 100Ω) I = 3V 400Ω I = 7,5mA Como a resistência é inversamente proporcional a corrente, teremos uma nova posição na escala, vejamos uma representação didática. 1- A unidade de resistência é o ohm, representado pela letra grega (Ω), homenagem a George Simon Ohm. 2- Para medir a resistência elétrica devemos colocar o amperímetro em paralelo com os pontos onde se deseja medir. 3- Não se deve medir resistência com o circuito energizado. Perder tempo em aprender coisas que não interessam, priva-nos de descobrir coisas interessantes. Carlos Drummond de Andrade Clodoaldo Silva www.clubedaeletronica.com.br 5