
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.
Niels
F. Lima