Por que a resistência interna de um voltímetro é muito maior do que a de um amperímetro? Explique em termos de resistências equivalentes quando o multímetro é conectado no circuito.
Passo 1
Vamos começar entendendo a pergunta: por que a resistência interna de um voltímetro é muito maior do que a de um amperímetro? Para responder, precisamos conhecer os conceitos de resistências internas e como multímetros (voltímetros e amperímetros) se conectam nos circuitos. Vamos explorar essas ideias passo a passo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que são voltímetros e amperímetros. Um voltímetro mede a diferença de potencial (voltagem) entre dois pontos de um circuito, enquanto um amperímetro mede a corrente que passa por um ponto específico desse circuito.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre resistência interna. Todo instrumento de medição possui uma resistência interna que pode afetar o circuito que está sendo medido. No caso do voltímetro, queremos medir a tensão sem alterar significativamente a tensão existente no circuito. Já no amperímetro, queremos medir a corrente sem restringir o fluxo de elétrons.
Passo 4
Quando conectamos um voltímetro em um circuito, ele é ligado em paralelo com o componente onde queremos medir a tensão. Em conexões paralelas, as resistências equivalentes diminuem. Portanto, se o voltímetro tivesse uma resistência interna baixa, ele faria com que a resistência total diminuísse muito, alterando a tensão original do circuito. Para evitar isso, os voltímetros têm uma resistência interna muito alta, de modo que a corrente que passa por eles seja mínima e a tensão do circuito não seja alterada.
Passo 5
Por outro lado, um amperímetro é conectado em série com o circuito, onde a corrente flui. Em conexões em série, as resistências se somam. Se o amperímetro tivesse uma resistência interna alta, ele adicionaria resistência ao circuito, limitando a corrente que queremos medir. Para não interferir na corrente do circuito, os amperímetros têm uma resistência interna muito baixa.
Passo 6
Vamos resumir com uma fórmula simples para resistências em paralelo e em série:
- Paralelo:
- Série:
Aplicando essas fórmulas, vemos que para o voltímetro (conexão em paralelo), uma resistência interna alta torna a resistência total próxima da resistência interna do voltímetro, minimizando a corrente adicional. Já para o amperímetro (conexão em série), uma resistência interna baixa mantém a resistência total próxima à resistência do circuito original, permitindo que a corrente flua livremente.
Resposta
Portanto, a resistência interna de um voltímetro é muito maior para que ele não altere a tensão do circuito ao ser conectado em paralelo, enquanto a resistência interna de um amperímetro é muito baixa para não limitar a corrente quando conectado em série. Isso garante medições precisas sem interferir no funcionamento do circuito.