Amperímetro D’Arsonval
Amperímetro D’Arsonval: Funcionamento e Componentes
O amperímetro é um instrumento essencial para medir correntes elétricas em circuitos. Entre os modelos mais conhecidos e utilizados, o amperímetro D’Arsonval destaca-se por sua precisão e funcionamento baseado em princípios eletromagnéticos. Este artigo detalha as partes do instrumento, seu funcionamento e conceitos relacionados, como amortecimento, sensibilidade e extensões de faixa.
O Que é um Amperímetro D’Arsonval?
O amperímetro D’Arsonval é projetado para medir correntes contínuas (C.C.). Seu funcionamento baseia-se na interação de um campo magnético gerado por uma bobina móvel com um ímã permanente. A corrente elétrica fluindo através da bobina provoca a deflexão de um ponteiro que indica a leitura na escala calibrada.
Componentes Principais do Amperímetro
1. Ímã Permanente
O ímã permanente gera o campo magnético necessário para a interação com a bobina móvel. Esse campo é fundamental para que o ponteiro se mova proporcionalmente à corrente.
2. Elemento Móvel
O elemento móvel é composto por uma bobina suspensa que pode girar livremente. Quando a corrente passa por ela, ocorre a interação com o campo magnético do ímã, provocando a rotação do ponteiro.
- Pivôs e Mancais: O elemento móvel é montado sobre pivôs pontiagudos que giram em mancais de materiais como safira ou vidro rígido. Isso minimiza a fricção, garantindo maior sensibilidade e precisão.
- Molas: Duas molas mantêm o ponteiro em posição inicial e garantem o retorno ao repouso após a medição. Elas também conduzem a corrente em alguns modelos.
3. Estojo e Mostrador
O estojo protege os componentes internos de danos e possui um visor transparente para leitura. O mostrador contém a escala graduada e informações como unidade de medida e faixas de operação.
4. Terminais
Feitos de materiais com baixa resistência elétrica, os terminais conectam o amperímetro ao circuito. Sua função é permitir o fluxo de corrente pelo instrumento de forma eficiente.
Funcionamento do Amperímetro
A operação do amperímetro baseia-se na rotação da bobina móvel dentro do campo magnético do ímã permanente.
- Criação do Campo Magnético Interno: Quando a corrente flui pela bobina, um campo magnético é gerado ao seu redor.
- Interação de Campos: O campo da bobina interage com o campo do ímã, criando um torque rotativo proporcional à intensidade da corrente.
- Leitura da Corrente: O torque faz com que o ponteiro se mova sobre a escala, indicando a corrente em unidades calibradas.
- Equilíbrio: A deflexão é limitada pelas molas, que se opõem ao torque. Quando a força gerada pela corrente e a força das molas se equilibram, o ponteiro estabiliza.
Polaridade e Corrente Contínua
O amperímetro D’Arsonval é projetado exclusivamente para medições de corrente contínua. Caso a polaridade seja invertida, o ponteiro pode deflexionar no sentido oposto, causando danos ao instrumento.
Amortecimento: Estabilidade da Medição
Para leituras rápidas e precisas, o ponteiro deve estabilizar-se rapidamente após sua deflexão. Isso é obtido pelo amortecimento, que pode ser elétrico, mecânico ou ambos.
1. Amortecimento Elétrico
A bobina é enrolada em uma armação de alumínio. Quando a bobina se move, correntes parasitas são induzidas no alumínio, gerando um campo magnético que se opõe ao movimento. Esse método reduz as oscilações do ponteiro.
2. Amortecimento Mecânico
Utiliza-se um sistema de câmara de ar, no qual uma palheta conectada ao eixo do elemento móvel enfrenta resistência ao deslocamento. Isso limita o movimento excessivo do ponteiro.
Sensibilidade do Amperímetro
A sensibilidade é a quantidade mínima de corrente necessária para deslocar o ponteiro até o final da escala. É expressa em termos de corrente ou queda de tensão (em milivolts) através do medidor.
- Exemplo: Um medidor com resistência de 50 Ω e corrente de 1 mA possui sensibilidade de 50 mV.
Extensão da Faixa do Amperímetro
A capacidade de medir correntes maiores do que a faixa do instrumento é obtida com o uso de resistores shunt (derivação).
O Papel do Shunt
Um resistor em paralelo desvia parte da corrente, permitindo que o amperímetro lide com intensidades maiores.
- Cálculo do Shunt: Para determinar o valor do resistor, aplica-se a Lei de Ohm. Por exemplo, para um medidor de 1 mA com resistência de 50 Ω, o shunt deve ser calculado para que o restante da corrente passe pelo resistor sem sobrecarregar o instrumento.
Amperímetros Multifaixa
Os amperímetros multifaixa incorporam múltiplos shunts internos ou externos para ampliar as possibilidades de medição. Um seletor no mostrador permite alternar entre as faixas disponíveis.
Considerações Finais
O amperímetro D’Arsonval continua sendo uma ferramenta indispensável para medições de corrente contínua. Sua precisão, sensibilidade e adaptabilidade fazem dele um instrumento essencial em diversos contextos técnicos e laboratoriais.
Com os cuidados adequados e entendimento dos seus princípios, ele proporciona medições confiáveis, sendo uma peça-chave em qualquer bancada de trabalho elétrico ou eletrônico.
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