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Fundamentos do laboratório de eletrônica (4/7): meça corrente sem criar um curto-circuito
Os estudantes aprendem por que o amperímetro é inserido em série, preveem e medem corrente CC real, convertem A e mA e aplicam uma sequência segura para o instrumento físico.
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Learning Outcomes
Explicar por que o amperímetro é inserido em série, em vez de colocado nos terminais da fonte.
Prever a corrente usando a lei de Ohm e uma resistência equivalente.
Converter corretamente entre amperes e miliamperes.
Aplicar a sequência do instrumento físico: desligar, escolher borne/modo/faixa, inserir em série e energizar com cautela.
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Activity Content
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1 · Por que um erro ao medir corrente é perigoso
6 min
A tensão é medida entre dois nós existentes. A corrente é diferente: ela é a
taxa de fluxo de carga através de um caminho. Para medir esse fluxo, o
amperímetro passa a fazer parte do caminho.
Essa diferença cria uma das regras de segurança mais importantes do primeiro
laboratório. Uma entrada de corrente tem resistência muito baixa. Colocá-la
diretamente nos terminais de uma fonte pode criar um quase curto-circuito,
queimar o fusível do multímetro, danificar os cabos ou sobrecarregar a fonte.
Nesta aula, o Hive fornece um caminho previamente montado e seguro. O manuseio
do instrumento físico aparece apenas como teoria opcional para um futuro
laboratório supervisionado; nenhum equipamento físico é necessário.
O amperímetro deve fazer parte do caminho
Na configuração segura, a mesma corrente do ramo atravessa o resistor e o
instrumento. Na configuração insegura, a entrada de corrente de baixa
resistência fica quase diretamente nos terminais da fonte.
Em um futuro laboratório físico hipotético, o que normalmente deve ser feito
para medir a corrente em um ramo com resistor?
2 · Preveja a corrente antes de escolher uma faixa
7 min
Uma previsão protege tanto o equipamento quanto o raciocínio. Ela indica se
devemos esperar amperes, miliamperes ou microamperes e ajuda a reconhecer uma
leitura mil vezes maior do que deveria.
A rede preparada no Hive usa uma fonte de 5,0 V e uma resistência equivalente
aproximada de 1950 Ω. Pela lei de Ohm:
Corrente prevista
I=\frac{V}{R}=\frac{5{,}0\,\text{V}}{1950\,\Omega}\approx0{,}00256\,\text{A}=2{,}56\,\text{mA}
Lembre-se:
- 1 A = 1000 mA
- 1 mA = 0,001 A
- 2,5 mA = 0,0025 A, não 2,5 A
Medição preparada da corrente total
O amperímetro já está inserido no caminho da fonte. A corrente mostrada é a
corrente total da fonte fornecida à rede de resistores, antes de se dividir
entre os ramos paralelos. Os dois resistores inferiores de 10 kΩ formam
20 kΩ; portanto, 1 kΩ || 20 kΩ ≈ 0,952 kΩ, e o total em série é
aproximadamente 1,95 kΩ.
Calcule a corrente esperada. Informe o resultado em miliamperes e depois mostre
a substituição e a conversão a partir de amperes.
Teoria opcional: sequência para o instrumento físico
Nenhum multímetro físico é necessário nesta aula. Em um futuro trabalho
supervisionado, com a alimentação desligada, passe a ponta vermelha para o borne
de corrente exigido pela faixa prevista, mantenha a ponta preta em COM e
selecione corrente CC. Antes de energizar, consulte no manual a corrente nominal
do borne, o fusível, o tempo máximo de medição e os limites de categoria/tensão
do multímetro. Se a corrente for incerta, comece pela entrada e faixa de alta
corrente aprovadas pelo fabricante — não por um borne cuja capacidade a previsão
possa exceder. Abra o caminho e insira o multímetro em série; use também o limite
de corrente e o mostrador da fonte como proteções adicionais. Nunca exceda as
marcações nem o limite de tempo. Ao terminar, desligue a alimentação e devolva a
ponta vermelha ao borne de tensão/resistência, para que a próxima pessoa não
curto-circuite uma fonte por engano.
3 · Meça a corrente total real da fonte
10 min
O Hive abre com o caminho da corrente já montado. Não altere o modo do
multímetro nem os fios: o objetivo é obter e interpretar uma leitura segura de
corrente.
Medir a corrente da lei de Ohm A
Abra o Hive a partir deste bloco e aguarde o circuito completo aparecer.
Compare o caminho no protoboard com o diagrama simplificado do circuito.
Abra o Multímetro e confirme o modo corrente CC (
Corriente CCou equivalente na interface em espanhol).Não mude para o modo de tensão nem mova os fios de corrente.
Selecione Realizar medição (
Realizar medición) uma vez e aguarde o resultado do equipamento real.Copie exatamente o número e a unidade mostrados e depois converta o valor para a outra unidade de corrente na tabela.
Complete uma linha. Se o Hive mostrar amperes, converta para miliamperes
multiplicando por 1000. Se mostrar miliamperes, converta para amperes dividindo
por 1000. Exemplo apenas de formato:
0,00254 | A | 0,00254 A | 2,54 mA | 2,56 mA | 0,02 mA.
Substitua o valor mostrado e a diferença calculada por seus próprios resultados.
Deixe as linhas extras em branco sem uso.
Registro da medição de corrente
Complete uma linha após a medição no Hive. Registre o número e a unidade mostrados, as formas em A e mA, a corrente prevista e a diferença absoluta em mA.
| Número mostrado | Unidade mostrada | Corrente A | Corrente mA | Corrente prevista mA | Diferença absoluta mA |
|---|---|---|---|---|---|
Compare a corrente real com sua previsão. Informe os dois valores na mesma
unidade, descreva a diferença como pequena ou grande em relação a cerca de
2,56 mA e apresente um motivo para não esperar concordância exata.
4 · Teoria opcional: deixe o multímetro físico seguro
7 min
Nenhum multímetro físico nem bateria é necessário. Esta é uma sequência
para um laboratório futuro: uma medição de corrente altera o circuito e muitas
vezes exige mudar o borne do multímetro físico.
1. Estime a corrente máxima esperada e compare-a com o borne, o fusível, a faixa e o tempo de medição permitido no manual do instrumento.
2. Desligue a alimentação.
3. Coloque a ponta preta em COM e a vermelha no borne de corrente correto.
4. Selecione corrente CA ou CC conforme o circuito.
5. Abra o ramo pretendido e insira o multímetro em série.
6. Inspecione o caminho, ligue a alimentação e leia o valor com sua unidade.
7. Desligue a alimentação antes de retirar o multímetro.
8. Devolva a ponta vermelha ao borne de tensão/resistência.
Quais ações reduziriam o risco de uma medição hipotética de corrente com um
instrumento físico? Selecione todas as aplicáveis.
Em um futuro laboratório hipotético, um colega diz: “O fusível do multímetro
queimou quando tentei medir a corrente de uma bateria.” Explique o erro de
conexão provável, a ação segura imediata e como a medição corrigida seria
montada com uma carga.