UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – DFIS
FÍSICA EXPERIMENTAL III
EXPERIÊNCIA 0
INSTRUMENTOS DE MEDIDA
OBJETIVOS
• Compreender o funcionamento do voltímetro e do amperímetro.
• Utilizar o voltímetro e o amperímetro para medições em circuitos simples de corrente
contínua.
1. MATERIAIS
Fonte de tensão.
Um multímetro digital.
Resistores elétricos (valores nominais):
R1 = (68  5%) .
R2 = (100  5%) .
R3 = (470  5%) .
Chave.
Mesa de testes.
Fios elétricos.
Duas pontas de prova.
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Um cuidado preliminar na utilização de um multímetro consiste na escolha da escala
adequada para a leitura. Quando o valor máximo da leitura é conhecido, tal escolha é
imediata. Quando isto não for possível, colocamos a chave seletora no fundo de escala
máximo. A seguir, quando for o caso, reduzimos o fundo de escala até obtermos uma deflexão
suficiente do ponteiro.
Um cuidado adicional que devemos tomar é com o uso correto da polaridade do
multímetro. Devemos sempre nos lembrar de que o ponto “terra” do multímetro deve ser
ligado no ponto do circuito onde o potencial elétrico é menor.
2.1. Circuito com Resistores em Série
2.1.1. Medida da Diferença de Potencial
Para a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo.
a) Meça os valores das resistências elétricas dos três resistores. Não se esqueça de
escrever as medidas com seus respectivos erros e unidades.
b) Coloque o voltímetro na escala conveniente, sabendo que estamos trabalhando
com uma fonte de tensão de 12 V.
c) Ligue a fonte de tensão, ajustando o potenciômetro da fonte até que o voltímetro
indique 10,00 V. Anote o valor desta tensão elétrica no seu caderno de
laboratório.
d) Monte o circuito elétrico da Figura 1.
e) Ligue a chave do circuito da Figura 1.
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f) Meça e anote em seu caderno de laboratório as diferenças de potencial V12, V13,
V14, V23, V24 e V34.
g) Desligue a chave do circuito
h) Construa uma tabela na seção dos Resultados com os valores medidos, seus
respectivos erros e unidades.
Figura 1: Esquema do circuito elétrico em série.
2.1.2. Medida da Corrente Elétrica
Nesta e em outros experimentos onde o amperímetro é utilizado em circuitos que
contenham uma fonte de tensão o máximo de cuidado deve ser tomado para evitar danificar o
instrumento. Um amperímetro jamais deve ser ligado diretamente aos terminais de uma fonte
de tensão. A razão para isto é que, em geral, a resistência interna do amperímetro é de baixo
valor, e assim, uma corrente elétrica elevada fluirá através dele quando ele estiver ligado à
fonte de tensão. Desta forma, é possível que o equipamento não suporte esta elevada corrente
elétrica e seja danificado.
Quando tivermos a nossa disposição uma fonte de tensão ajustável, é recomendável
deixa-la ajustada no valor de tensão zero antes de ligar a chave da fonte. Este procedimento
permite que evitemos danos maiores nos casos em que o circuito elétrico tenha sido montado
de forma inadequada.
Após ligar a chave de tensão devemos prestar muita atenção aos amperímetros.
Caso o amperímetro seja levado bruscamente ao fundo de escala, desligue prontamente a
chave da fonte. Confira então a montagem do seu circuito e caso não encontre falhas. Chame
o professor para auxiliá-lo.
Outra precaução que deve ser tomada é sempre que for possível estimar o valor da
corrente elétrica em seu circuito. Desta forma, será possível colocar o amperímetro em sua
escala adequada. Quando esta estimativa não puder ser feita, devemos utilizar a maior escala
do equipamento. Por outro lado, após estar seguro de que não esteja ultrapassando os limites
do amperímetro, a leitura deve ser feita na escala adequada, isto é, aquela que permite a
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maior deflexão do ponteiro sem, porém ultrapassar o limite da escala.
Para a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo:
a) Mantenha montado o circuito elétrico da Figura 1.
b) Selecione o fundo de escala de 200 mA no multímetro. Insira o amperímetro em
série no circuito da figura 1. Para conexão do amperímetro interrompa fisicamente a
passagem da corrente elétrica entre o ponto 1 e o terminal (+) da bateria. Em seguida
conecte a ponteira de prova vermelha no terminal (+) da fonte e a ponteira preta no
ponto 1 do circuito.
c) Ligue a fonte de tensão.
d) Ligue a chave do circuito da Figura 1.
e) Oberve o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1.
f) Verifique se é possível reduzir o fundo de escala para 20 mA. Em caso afirmativo
faça tal mudança no multímetro. Anote o resultado em seu caderno de laboratório.
g) Desligue a chave do circuito da figura 1.
h) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque apenas o resistor R3 em curtocircuito.
i) Antes de ligar o circuito chame o professor
j) Ligue a chave do circuito 1
k) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1 com o
resistor R3 em curto circuito. Anote o resultado em seu caderno de laboratório.
l) Desligue a chave do circuito da figura 1.
m) Remova o curto-circuito do resistor R1.
n) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque agora apenas o resistor R2 em
curto-circuito.
o) Ligue a chave do circuito da figura 1.
p) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1
q) Anote o resultado em seu caderno de laboratório.
r) Desligue a chave do circuito da figura 1.
s) Remova o curto-circuito do resistor R2.
t) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque finalmente apenas o resistor R1
em curto-circuito.
u) Ligue a chave do circuito da figura 1.
v) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1. Anote o
resultado em seu caderno de laboratório
w) Desligue a chave do circuito da figura 1.
x) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque os resistores R3 e R2 em curtocircuito.
y) Ligue a chave do circuito da figura 1.
z) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1. Anote o
resultado em seu caderno de laboratório
aa) Desligue a chave do circuito da figura 1.
bb) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque os resistores R3 e R1 em
curto-circuito.
cc) Ligue a chave do circuito da figura 1.
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dd) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1. Anote o
resultado em seu caderno de laboratório.
ee) Desligue a chave do circuito da figura 1.
ff) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque os resistores R2 e R1 em curtocircuito.
gg) Ligue a chave do circuito da figura 1.
hh) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1. Anote o
resultado em seu caderno de laboratório.
ii) Construa uma tabela na seção dos Resultados com os valores medidos, seus
respectivos erros e unidades.
Jamais faça um curto-circuito dos três resistores simultaneamente. Ao fazer isto, você estará
ligando o amperímetro diretamente à fonte de tensão e isto poderá danificar o seu
equipamento.
2.2. Circuito com Resistores em Paralelo
2.2.1. Medida da Diferença de Potencial
Para a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo.
a) Coloque o voltímetro na escala conveniente, sabendo que estamos trabalhando
com uma fonte de tensão de 12 V.
Figura 2: Esquema do circuito elétrico de resistores elétricos em paralelo.
b) Ligue a fonte de tensão, ajustando o potenciômetro da fonte de tensão até que o
voltímetro indique 10,00 V. Anote o valor desta tensão elétrica no seu caderno
de laboratório.
c) Monte o circuito elétrico da Figura 2.
d) Ligue a chave do circuito da Figura 2.
e) Meça as diferenças de potencial V14, V23, V24 e V34. Anote o valor desta tensão
elétrica no seu caderno de laboratório.
f) Desligue a chave do circuito.
g) Construa uma tabela na seção dos Resultados com os valores medidos, seus
respectivos erros e unidades.
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2.2.2. Medida da Corrente Elétrica
Nesta e em outros experimentos onde o amperímetro é utilizado em circuitos que
contenham uma fonte de tensão o máximo de cuidado deve ser tomado para evitar danificar o
instrumento.
Para a realização desta parte do experimento, siga os procedimentos abaixo.
a) Mantenha montado o circuito elétrico da Figura 1.
b) Meça o valor da corrente elétrica fluindo entre os pontos 0-1 do circuito elétrico
da Figura 2 e anote o resultado em seu caderno de laboratório. Selecione o fundo
de escala de 200 mA no multímetro. Insira o amperímetro em série no circuito
da figura 2. Para conexão do amperímetro interrompa fisicamente a passagem da
corrente elétrica entre o ponto “0” e o ponto 1 do circuito. Em seguida conecte a
ponteira de prova vermelha no ponto “0” e a ponteira preta no ponto 1 do
circuito.
c) Ligue a chave do circuito da Figura 2.
d) Oberve o valor da corrente elétrica fluindo pelo circuito elétrico da Figura 1.
e) Verifique se é possível reduzir o fundo de escala para 20 mA. Em caso
afirmativo faça tal mudança no multímetro. Anote o resultado em seu caderno de
laboratório.
f) Desligue a chave do circuito
g) Selecione o fundo de escala de 200 mA no multímetro. Insira o amperímetro
em série no circuito. Para conexão do amperímetro interrompa fisicamente a
passagem da corrente elétrica entre no ponto “1” e o terminal do resistor R3 do
circuito. Em seguida conecte a ponteira de prova vermelha do multímetro no
ponto “1” e a ponteira preta no terminal do resistor R3.
h) Chame o professor antes de ligar a chave.
i) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo ramo 1-5 do circuito elétrico da
Figura 2. Anote o resultado em seu caderno de laboratório. Verifique se é
possível reduzir o fundo de escala para 20 mA. Em caso afirmativo faça tal
mudança no multímetro. Anote o resultado em seu caderno de laboratório.
j) Desligue a chave do circuito.
k) Selecione o fundo de escala de 200 mA no multímetro. Insira o amperímetro
em série no circuito. Para conexão do amperímetro interrompa fisicamente a
passagem da corrente elétrica entre no ponto “2” e o terminal do resistor R1 do
circuito. Em seguida conecte a ponteira de prova vermelha do multímetro no
ponto “2” e a ponteira preta no terminal do resistor R1.
l) Chame o professor antes de ligar a chave.
m) Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo ramo 2-4 do circuito elétrico da
Figura 2. Anote o resultado em seu caderno de laboratório. Verifique se é
possível reduzir o fundo de escala para 20 mA. Em caso afirmativo faça tal
mudança no multímetro. Anote o resultado em seu caderno de laboratório.
n) Desligue a chave do circuito
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o) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque apenas o resistor R1 em
curto-circuito. Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo ramo 0-1, ramo 1-5
e pelo ramo 2-4 do circuito elétrico da Figura 2. Use o mesmo procedimento
utilizado anteriormente. Anote o resultado em seu caderno de laboratório. Não se
esqueça de escrever esta medida com seu respectivo erro e unidade.
p) Utilizando um condutor elétrico (Fio branco) coloque agora apenas o resistor R2
em curto-circuito. Meça o valor da corrente elétrica fluindo pelo ramo 0-1, pelo
ramo 1-5 e pelo ramo 2-4 do circuito elétrico da Figura 2. Use o mesmo
procedimento utilizado anteriormente Anote o resultado em seu caderno de
laboratório.
Jamais faça um curto-circuito dos três resistores simultaneamente. Ao fazer isto,
você estará ligando o amperímetro diretamente à fonte de tensão e isto poderá danificar o seu
equipamento.
q) Construa uma tabela na seção dos Resultados com os valores medidos, seus
respectivos erros e unidades.
3. TRATAMENTO DOS DADOS
Esta experiência envolve medidas elétricas de corrente elétrica e diferença de potencial
elétrica. Desta forma, o tratamento dos dados tem que levar em conta os valores dos erros
associados a cada medida, bem como a sua propagação.
3.1. Circuito com Resistores em Série
3.1.1. Medida da Diferença de Potencial
Para poder melhor comparar os resultados obtidos com aqueles esperados, é muito
importante resolver analiticamente o circuito da Figura 1. Por resolver um determinado circuito
elétrico entendemos determinar o valor das correntes elétricas envolvidas. No nosso caso, existe
apenas uma única corrente elétrica, visto que o circuito da Figura 1 tem apenas uma malha. Calcule
então os valores teóricos das tensões V12, V13, V14, V23, V24 e V34. As expressões para o cálculo
destes valores são
V12 
V23 
R1

R1  R2  R3
R2

R1  R2  R3
V13 
V24 
R1  R2 
R1  R2  R3
R2  R3 
R1  R2  R3


V14  
V34 
R3

R1  R2  R3
1
Demonstre as equações acima (Equação 1) no Anexo de seu relatório.
Construa então uma tabela em que apareçam os valores experimentais e teóricos de
todas as tensões medidas (V12, V13, V14, V23, V24 e V34). Para o cálculo dos valores teóricos utilize o
valor nominal das resistências elétricas, bem como o valor proposto (10,00 V) da tensão elétrica da
fonte. Calcule também e apresente na mesma tabela valores das tensões V12, V13, V14, V23, V24 e V34
utilizando os valores medidos das resistências elétricas, além do valor medido da tensão elétrica da
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fonte. Nas duas últimas colunas desta tabela apresente os erros percentuais destas tensões, usando
tanto os valores calculados com os dados nominais, quanto com os valores calculados com as
medidas experimentais das resistências e tensão da fonte. Apresente esta tabela no Tratamento de
Dados de seu relatório.
3.1.2. Medida das Correntes Elétricas
Também em relação às correntes elétricas medidas neste experimento, para poder
melhor comparar os resultados obtidos com aqueles esperados, é muito importante ter resolvido o
circuito da Figura 1. Novamente, em todos os casos estudados, temos um circuito de apenas uma
malha, em que o valor do resistor equivalente varia caso a caso. Calcule então os valores das
correntes elétricas teóricas em cada caso. As expressões para o cálculo destes valores são
IT 
I R1C 
1

R1  R2  R3
1

R2  R3
I R 2 R 3C 
I R 3C 
1

R1
1

R1  R2
I R1R 3C 
I R 2C 
1

R2
1

R1  R3
I R1R 2C 
1

R3
2
Demonstre as equações acima (Equação 2) no Anexo de seu relatório.
Construa então uma tabela em que apareçam os valores experimentais e teóricos de
todas as correntes elétricas medidas em cada caso. Para o cálculo dos valores teóricos utilize o valor
nominal das resistências elétricas, bem como o valor proposto (10,00 V) da tensão elétrica da fonte.
Calcule também e apresente na mesma tabela valores destas correntes elétricas utilizando os valores
medidos das resistências elétricas, além do valor medido da tensão elétrica da fonte. Nas duas
últimas colunas desta tabela apresente os erros percentuais destas correntes elétricas, usando tanto
os valores calculados com os dados nominais, quanto com os valores calculados com as medidas
experimentais das resistências e tensão da fonte. Identifique claramente na tabela a relação entre o
resistor elétrico que foi posto em curto-circuito com os valores teórico e experimental das correntes
elétricas. Apresente esta tabela no Tratamento de Dados de seu relatório.
3.2. Circuito com Resistores em Paralelo
3.2.1. Medida da Diferença de Potencial
Também neste caso é muito importante resolver o circuito da Figura 2. Por resolver um
determinado circuito elétrico entendemos determinar o valor das correntes elétricas envolvidas.
Neste caso, existem duas correntes elétricas, visto que o circuito da Figura 2 apresenta duas malhas.
Calcule então os valores teóricos das tensões V14, V23, V24 e V34. As expressões para o cálculo destes
valores são
V14  
V23 
R1

R1  R2
V24  
V34 
R2

R1  R2
3
Demonstre as equações acima (Equação 3) no Anexo de seu relatório.
Construa então uma tabela em que apareçam os valores experimentais e teóricos de
todas as tensões medidas (V14, V23, V24 e V34). Para o cálculo dos valores teóricos utilize o valor
nominal das resistências elétricas, bem como o valor proposto (10,00 V) da tensão elétrica da fonte.
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Calcule também e apresente na mesma tabela valores das tensões V14, V23, V24, V34, utilizando os
valores medidos das resistências elétricas, além do valor medido da tensão elétrica da fonte. Nas
duas últimas colunas desta tabela apresente os erros percentuais destas tensões, usando tanto os
valores calculados com os dados nominais, quanto com os valores calculados com as medidas
experimentais das resistências e tensão da fonte. Apresente esta tabela no Tratamento de Dados de
seu relatório.
3.1.2. Medida das Correntes Elétricas
Também em relação às correntes elétricas medidas neste experimento, para poder
melhor comparar os resultados obtidos com aqueles esperados, é muito importante novamente ter
resolvido o circuito da Figura 2. Novamente, em todos os casos estudados, temos um circuito de
duas malhas, em que o valor do resistor equivalente varia caso a caso. Calcule então os valores das
correntes elétricas teóricas em cada caso. As expressões para o cálculo destes valores são
I 01 
R1  R2  R3 

R3  R1  R2 
I 01R1C 
I 01R 2C 
R2  R3 
R3  R3
R1  R3 
R1  R3
I 14 
1

R3
I 24 
1

R1  R2 

I 14R1C 
1

R3
I 24R1C 
1

R2

I 14R 2C 
1

R3
I 24R 2C 
1

R1
4
Demonstre as equações acima (Equação 4) no Anexo de seu relatório.
Construa então uma tabela em que apareçam os valores experimentais e teóricos de
todas as correntes elétricas medidas em cada caso. Para o cálculo dos valores teóricos utilize o valor
nominal das resistências elétricas, bem como o valor proposto (10,00 V) da tensão elétrica da fonte.
Calcule também e apresente na mesma tabela valores destas correntes elétricas utilizando os valores
medidos das resistências elétricas, além do valor medido da tensão elétrica da fonte. Nas duas
últimas colunas desta tabela apresente os erros percentuais destas correntes elétricas, usando tanto
os valores calculados com os dados nominais, quanto com os valores calculados com as medidas
experimentais das resistências e tensão da fonte. Identifique claramente na tabela a relação entre o
resistor elétrico que foi posto em curto-circuito com os valores teórico e experimental das correntes
elétricas. Apresente esta tabela no Tratamento de Dados de seu relatório.
4. DISCUSSÃO
Na seção Discussão dos Resultados procure fazer uma análise dos resultados obtidos. Discuta
os resultados frente às expectativas oriundas do modelo teórico considerado.
Discuta também as principais fontes de erro que devem ser levadas em conta neste
experimento. Lembre-se aqui, que mais importante do que os equipamentos usados no experimento,
é a forma como ele foi conduzido.
4.1. Medida da Diferença de Potencial
Nas medidas de cada diferença de potencial obtida, analise o valor do erro percentual
para cada uma das tensões, e interprete este resultado, comparando os valores encontrados em cada
caso.
4.2. Medida das Correntes Elétricas
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Nas medidas das correntes elétricas, analise o valor do erro percentual para cada caso
estudado. Interprete este resultado, comparando os valores encontrados em cada caso.
Discuta também o efeito de se fazer um curto-circuito em um dado circuito elétrico e
suas conseqüências para o mesmo circuito.
5. BIBLIOGRAFIA
7.1. HALLIDAY, D. e RESNICK, R. – Fundamentos da Física – Volume 3 – 4a Edição;
Capítulo 27 (Corrente e Resistência); Livros Técnicos e Científicos Editora S.A – 1998.
7.2. NUSSENZVEIG, H.M. – Curso de Física Básica – Volume 3 – 1a Edição; Capítulo 6
(Corrente Elétrica); Editora Edgard Blücher – 2000.
7.3. SEARS, F. S.; ZEMANSKI, M. W.; YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. – Física III
(Eletromagnetismo) – 1a Edição – Capítulo 26 (Corrente, Resistência e Força eletromotriz) –
Addison Wesley – 2004.
7.4. VÁRIOS – Apostila de Física Experimental – Setor de Cópias do CCT-UDESC.