Missão do Sistema SENAI
Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento
pleno e
sustentável do País, promovendo a educação para o trabalho e a
cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e
disseminação
de
informação e a adequação, geração e difusão de tecnologia.
A busca constantes
da qualidade e
a preocupação com o
atendimento ao cliente estão presentes nas ações do SENAI.
O técnico ou reparador de circuitos eletrônicos
utiliza, no seu dia a dia, instrumentos de medição, tais como multímetros,
voltímetros e assim por diante. Entretanto, no transcorrer da vida profissional
ocorrem situações em que estes instrumentos usuais não são adequados,
fazendo-se necessária a utilização de instrumentos mais sofisticados.
Um bom exemplo de
equipamento sofisticado com o qual os profissionais de eletrônica se deparam é
a ponte de medição através das quais
se pode, por exemplo, realizar uma medição precisa de valores de resistência
elétrica.
Este fascículo tratará do
circuito de ponte balanceada que é o princípio básico das pontes de medição,
mesmo das mais sofisticadas, objetivando propiciar-lhe conhecimentos na forma básica de operação dos
equipamentos de medição de precisão.
A ponte balanceada é um
circuito destinado à determinação dos valores de resistência ôhmica
desconhecidos por comparação com valores conhecidos.
O circuito de ponte
balanceada utilizado com alimentação em CC é a base dos equipamentos de
precisão para medição de valores de resistência elétrica.
CONFIGURAÇÃO DO CIRCUITO
O circuito de ponte
balanceada se compõe basicamente de 4 resistores (dos quais 1 é desconhecido)
ligados a uma fonte de CC. Cada dois resistores formam um ramal que é conectado
à tensão CC, como pode ser visto na Fig.1.
Fig.1 Circuito de ponte.
Entre os pontos centrais de
cada braço é colocado um instrumento de medição (normalmente um voltímetro de
zero central), conforme ilustrado na Fig.2.
Fig.2 Circuito de ponte com
instrumento de medição.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O princípio de funcionamento
de uma ponte balanceada baseia-se na divisão da tensão de alimentação nos dois
ramais.
Suponha inicialmente que
todos os valores de resistência sejam iguais, conforme mostra o circuito da Fig.3.
Fig.3 Ponte com todos os valores
de resistência iguais.
No ramal da esquerda, a
tensão no ponto A é a metade da tensão de alimentação Vcc, como mostrado em detalhe
na Fig.4.
Fig.4 Tensão no ponto A da Fig.3.
Da mesma forma, no ramal da
direita a tensão no ponto B é também a metade de Vcc, como pode ser visto no
detalhe da Fig.5.
Fig.5 Tensão no ponto B da Fig.3.
O voltímetro conectado entre
os dois ramais, cuja finalidade é medir a diferença de potencial entre os dois
pontos, indica 0V porque estes dois pontos estão a um mesmo potencial elétrico
(+5V), como se pode ver na Fig.6.
Fig.6 Indicação da diferença de
potencial entre os pontos A e B.
Tendo em vista que a divisão
de tensão em cada ramal depende apenas dos valores de resistência que o
compõem, a mesma situação (indicação 0V) aconteceria nos circuitos mostrados na
Fig.7.
  |
Fig.7 Circuitos onde as indicações
dos voltímetros são nulas.
Através da seqüência de
exemplos mostrados na Fig.7,
conclui-se que o voltímetro indica zero
toda vez que os valores de R3
e R4 tiverem a mesma
proporção que os valores R1
e R2.
Na ponte balanceada da
Fig.2, se R1/R3 = R2/R4, então o
voltímetro indicará sempre zero.
A relação R1/R3 = R2/R4
é uma proporção de forma que se os valores de R1, R2
e R3 forem conhecidos, o
valor de R4 pode ser
determinado matematicamente:
(1)
(2)
Se no lugar de R4 coloca-se um resistor
desconhecido Rx, seu valor
pode ser encontrado através da equação:
(3)
Esta equação pode ser
comprovada utilizando o exemplo apresentado na Fig.8.
Fig.8. Circuito que ilustra o uso
da Eq.(3).
Através do circuito de ponte
balanceada e da escolha correta dos valores dos resistores conhecidos, pode-se
determinar o valor resistivo de
qualquer componente que se necessite.
AS PONTES COMERCIAIS
O circuito de ponte
balanceada apresentado tem a forma mais simples possível. Nos equipamentos
comerciais destinados à medição de precisão de resistências, o princípio é
aproveitado através de circuitos mais sofisticados.
A Fig.9 apresenta um circuito de medição de resistência mais
elaborado, com recursos de medição mais adequados.
Fig.9 Exemplo de uma ponte
balanceada comercial.
O circuito é utilizado da
seguinte forma: o resistor desconhecido é conectado na posição Rx e na posição Ra utiliza-se um resistor
conhecido (de valor tão preciso quanto possível). O circuito adquire então a
configuração apresentada na Fig.10.
Fig.10 Exemplo de uma ponte balanceada comercial com Ra conhecida e Rx desconhecida.
O cursor do potenciômetro
(que fez a função de R1 e R2) está acoplado a uma
escala no painel do equipamento, como pode ser visto na Fig.11.
Fig.11 Escala no painel do
equipamento.
Uma vez conectados os resistores, a chave de seleção
do instrumento é selecionada para o voltímetro (para uma primeira medição).
Quando a chave de alimentação é ligada, o voltímetro fará uma indicação de
tensão.
Através do cursor do
potenciômetro (que determina R1
e R2), procura-se um
ajuste em que o voltímetro se posicione em 0V. Feito isso, a chave seletora
pode ser posicionada para o miliamperímetro (mais preciso) para um ajuste
final. Quando o zero no miliamperímetro for ajustado, a relação entre Rx e Ra estará apresentada no dial do potenciômetro.
Exemplo 1:
A
partir da indicação da escala no painel do equipamento mostrado na figura
abaixo, determine o valor de Rx .
Solução :
Rx = Ra ´ 3
Ra = 100W
Rx = 300W
Quando não é possível obter
o zero no voltímetro, deve-se trocar
o resistor padrão Ra de
forma a obter-se condição de equilíbrio da ponte.
Nenhum comentário:
Postar um comentário