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Como funciona o Ohmímetro (INS235)

Para medir uma resistência elétrica partimos de sua própria definição: a oposição à passagem da corrente. Se quisermos medir uma resistência elétrica basta então aplicar uma tensão nesta resistência de modo que uma corrente seja forçada a circular. Pela intensidade desta corrente podemos ter uma idéia da sua resistência: se a corrente for intensa é porque a resistência é pequena e se a corrente for reduzida é porque a resistência é elevada. É baseado neste princípio que funcionam os medidores de resistências ou ohmímetros que analisaremos neste artigo.

Para medir a resistência precisamos então, além do instrumento que mede a corrente, que já temos, uma fonte de energia (uma pilha ou bateria) para estabelecer a tensão no circuito ou componente que deve ser medido.

O circuito básico de um ohmímetro é então mostrado na figura 1, lembrando que o nome em questão vem de Ohm () que é a unidade de resistência.

 

 

Figura 1 - Um ohmímetro simplificado
Figura 1 - Um ohmímetro simplificado

 

O elemento adicional, um trimpot de ajuste, tem uma finalidade importante que ficará clara nas próximas linhas.

Vejamos então como funciona este circuito de medida:

Quando uma ponta de prova é encostada na outra - o que corresponde a uma resistência nula (0 ohm) - ajustamos o trimpot para que a corrente circulante (indicada pelo instrumento) seja máxima, ou seja, a corrente de fundo de escala.

A separação das pontas de prova resulta numa resistência infinita, não havendo, portanto, a circulação de corrente. A corrente é zero.

Temos então para a resistência uma escala completa que vai de 0 a infinito (), mas disposta "ao contrário", com o zero à direita e o infinito à esquerda, conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 - A escala
Figura 2 - A escala "invertida" de resistências

 

Para os valores intermediários podemos raciocinar da seguinte forma: supondo que o instrumento tomado como exemplo seja de 0-1 mA.

Nestas condições, se a tensão de alimentação for de 1,5 V (uma pilha), para a corrente total (fundo de escala), precisamos que o circuito tenha uma resistência total de 1 500 ?.

Se formos medir com este instrumento uma resistência do mesmo valor, ou seja, 1 500 ?, ela será colocada em série com o circuito conforme mostra a figura 3.

 

Figura 3 - Medindo uma resistência de 1 500 ?)
Figura 3 - Medindo uma resistência de 1 500 ?)

 

A resistência total passará a ser a soma, ou seja, 3 000 ?, de modo que a corrente indicada pelo instrumento será metade de 1 mA ou 0,5 mA (500 uA). O instrumento terá sua agulha deslocada até o centro a escala. Neste instrumento, a escala poderá ser feita conforme mostra a figura 17 com uma resistência de 1 500 ? no centro.

 

Figura 4 - Escala com 1 500 ? no centro
Figura 4 - Escala com 1 500 ? no centro

 

Para uma resistência de 15 000 ?, por exemplo, o que corresponde à uma resistência externa de 13 500 ? (1 500 ? são do instrumento) teremos uma corrente de 1/10 do fundo de escala.

O ponto que causa 1/10 da deflexão coresponde, portanto, a 15 000 ?. Veja que podemos ter com facilidade leituras na faixa central da escala que correspondem a mais ou menos 500 ? a 5 000 ?.

E, se quisermos ter outras faixas de resistências, como proceder?

Neste caso também devemos proceder segundo o raciocínio empregado no caso de correntes e tensões.

Para mudar o fundo de escala, o que podemos fazer é alterar a corrente do instrumento ligando um shunt, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5- Mudando o fundo de escala com um shunt
Figura 5- Mudando o fundo de escala com um shunt

 

Se for colocado no circuito um shunt que multiplique o alcance do instrumento por 10 de modo que, no exemplo, ele passe de 0-1 mA para 0-10 mA, já teremos outras condições para a medida de resistências.

Veja que, para uma tensão de alimentação de 1,5 V (que se mantém), a resistência total do instrumento passará a ser:

R = 1,5/0,01

R = 150 ?

 

Unindo as pontas de prova, a corrente de fundo de escala será obtida com uma resistência total de 150 ?.

O centro da escala será obtido igualmente quando tivermos o dobro desta resistência, o que significa agora uma resistência total de 300 ?, ou mais 150 ? entre as pontas de prova.

Na nova escala, o novo centro será de 150 ? e ponto de 1/10 da deflexão também ficará dividido por 10 correspondendo, portanto, a 1350 ?.

Com mais uma multiplicação de corrente podemos chegar a um meio de escala de 15 ?, mas isso não é conveniente, pois a corrente que será usada na prova será elevada podendo tanto sobrecarregar o circuito em prova como também provocar o desgaste rápido das pilhas.

E, se quisermos ter escalas mais altas de resistências?

Uma maneira consiste em se trabalhar com tensões mais altas. Se usarmos 15 V em lugar de 1,5 V, por exemplo, teremos uma nova escala básica de:

 

R = 15/0,001

R = 15 000 ?

 

Para meia escala, o valor será 30 000 ?, o que corresponde a uma resistência externa de 15 000 ?.

Alguns instrumentos mais sensíveis que possuem escalas de resistências com centros de até 500 000 ? utilizam duas baterias, uma de 1,5 V e outra de 15 V para suas escalas de resistências. A de 1,5 V é para escalas mais baixas e a outra escalas mais altas.

A combinação das escalas num único instrumento pode também ser feita por meio de chaves ou pela troca dos pinos em que as pontas de prova são ligadas.

Chegamos então ao "multi-ohmímetro" um medidor de resistência com diversas escalas. Na figura 5 temos uma escala típica de um multi-ohmímetro com centros em 7,5k e 75k.

 

Figura 5 - Escala múltipla de resistências
Figura 5 - Escala múltipla de resistências

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