Lição do Teach
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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Objetivos de aprendizagem
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.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
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 mA1 mA = 0,001 A2,5 mA = 0,0025 A, não2,5 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.
- 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.
- Desligue a alimentação.
- Coloque a ponta preta em
COMe a vermelha no borne de corrente correto. - Selecione corrente CA ou CC conforme o circuito.
- Abra o ramo pretendido e insira o multímetro em série.
- Inspecione o caminho, ligue a alimentação e leia o valor com sua unidade.
- Desligue a alimentação antes de retirar o multímetro.
- 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.
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