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Eletricidade e eletromagnetismo · AP Physics 2

Simulador de conversão de voltímetro e amperímetro

Simulador de conversão de galvanômetro em voltímetro e amperímetro: shunt e resistência interna

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  • Folha de exercícios A4
Cálculo local · Privado
Laboratório interativo de ciências Cálculos matemáticos e físicos puramente locais no navegador sem coleta de dados pessoais.
Janela de simulação 3D● 60 FPS
Predefinições e armadilhas comuns:

Variáveis de controle do experimento

μA
Ω

Deduções e métricas em tempo real

Resistor necessário R
--
Resistência do medidor convertido
--
Fator de ampliação de escala n
--
Topologia do circuito
--
Dedução de fórmulas em tempo real
Fórmula fundamental: --
Substituição de valores: --
Estado físico: --

Exemplos clássicos e armadilhas de exame

Worked Problem

Problema: A galvanometer has Ig=3mA and Rg=100Ω. Convert it to a 3V voltmeter. Find connection and resistance.
Derivação passo a passo:
  1. Series connection. Ug = 3mA*100Ω = 0.3V. Resistor must drop 2.7V. R = 2.7V / 3mA = 900Ω. Total internal resistance = 1000Ω.

Worked Problem

Problema: Convert the same galvanometer (Ig=3mA, Rg=100Ω) into a 0.6A ammeter. Find connection and resistance.
Derivação passo a passo:
  1. Parallel connection. Shunt current I_s = 0.6 - 0.003 = 0.597A. Parallel voltage = 0.3V. Shunt resistance R = 0.3 / 0.597 ≈ 0.503Ω.

Folha de investigação em aula e exercícios

Q1. Variant 1: After converting a meter, are the scale divisions on the dial still linear and uniform?
Q2. Variant 2: If a converted voltmeter systematically reads 5% lower than the standard meter, how to adjust R?
Q3. Variant 3: What are internal resistances of ideal voltmeters and ammeters? Why?

Perguntas frequentes e erros comuns

When a converted 3A ammeter hits full scale, did current through the original meter coil increase?
No! Current through the sensitive moving coil is strictly Ig (500μA). The remaining 2.9995A flows through the parallel shunt resistor.
What happens if a voltmeter is mistakenly wired in series like an ammeter?
The circuit effectively opens. Enormous voltmeter resistance restricts current to microamps; the device fails to run while the meter safely reads battery voltage.
What happens if an ammeter is mistakenly wired in parallel across a power supply?
Dead short circuit catastrophe! Sub-ohm ammeter resistance draws immense current, bending the needle, vaporizing shunt resistors, or blowing fuses.
How does an analog multimeter measure resistance, voltage, and current with a single meter movement?
A rotary switch toggles internal topologies: series multipliers for voltage, parallel shunts for current, and internal battery with zeroing pot for ohms.