Efisica

Introdução



Um medidor do tipo galvanômetro, como os que temos visto até aqui, pode ser usado tanto para medir a corrente I que atravessa um elemento, como a diferença de potencial ou tensão U entre seus terminais. Entretanto, essas medidas são excludentes, não podem ser feitas ao mesmo tempo.

A corrente que atravessa o medidor e a tensão sobre seus terminais estão relacionadas, através da Lei de Ohm, pela resistência do medidor. Quando se arruma o galvanômetro da maneira conveniente para uma medida da tensão sobre um elemento resistivo (nesse caso temos um voltímetro), só se obtém informação sobre a tensão U: U = UV . A corrente que atravessa o voltímetro é proporcional a essa tensão, IV= U/RV, e nada informa sobre o valor da corrente I (vide "medir tensão", Prática 1). Por outro lado, quando se arruma o galvanômetro para medida da corrente que atravessa o mesmo elemento resistivo (nesse caso temos um amperímetro), só se obtém informação sobre a corrente I: I = IA . Neste caso não há nenhuma informação sobre a tensão U sobre o elemento, já que UA= RAI. (vide "medir corrente", Prática 1).

Certamente, se pudermos conhecer a curva I x U do elemento, podemos determinar uma das grandezas através da medida da outra, mas isso só é possível por estarmos nos baseando em informações prévias, que não tem nenhuma relação com o processo de medição em questão. As variáveis tensão e corrente são exemplo de um par de grandezas físicas ditas complementares, e tem formalmente uma relação do tipo da que existe entre as variáveis posição e momento na mecânica quântica.

Há duas maneiras de se associar dois medidores do tipo galvanômetro (um amperímetro e um voltímetro) na tentativa de se medir simultaneamente a tensão e a corrente num resistor. Os resultados de ambas são afetados por desvios sistemáticos, mas esses desvios podem ser corrigidos e em muitos casos, quando a correção é menor do que a imprecisão do aparelho de medida, não precisam ser levados em conta.

As duas maneiras de associar um voltímetro e um amperímetro para medir simultaneamente a corrente IR e a tensão UR num resistor de resistência R são mostradas nos diagramas abaixo. IA é a corrente que atravessa o amperímetro e UV é a tensão entre os terminais do voltímetro. IA e UV são grandezas medidas na experiência; gostaríamos que elas correspondessem respectivamente à corrente e à tensão sobre o resistor:

IR = IA e UR = UV (situação ideal)

mas, como você verá a seguir analisando as duas maneiras de se associar os medidores, não é exatamente isso que acontece.

Associação A

Observe que:

UV = U = UR + UA
IA = IR = I - IV

Na associação A o voltímetro indica corretamente a tensão aplicada U e erroneamente a tensão no resistor UR, enquanto o amperímetro indica corretamente a corrente que atravessa o resistor IR e erroneamente a corrente gerada I. A depender do que queremos medir, devemos considerar nos resultados as seguintes correções:

ou

Associação B Observe que: UV = UR = U - UA
IA = I = IR + IV

Na situação B o voltímetro indica corretamente a tensão no resistor UR e erroneamente a tensão aplicada U, enquanto o amperímetro indica corretamente a corrente gerada I e erroneamente a corrente que atravessa o resistor IR. A depender do que queremos medir, devemos considerar nos resultados as seguintes correções:

ou


 

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