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Segredos no uso do multímetro (INS019)

O multímetro é o instrumento mais usado em qualquer oficina de eletrônica. A maioria dos técnicos utiliza esse instrumento com desenvoltura e raramente se dá ao trabalho em pensar que alguns dos testes realizados podem não estar dando informações corretas sobre o estado de um circuito. Existem condições especiais, que o técnico deve conhecer, que devem ser levadas em conta pelo técnico que não deseja ser enganado pelo seu instrumento de maior utilidade. É justamente destas condições que vamos falar neste artigo.

Até que ponto podemos confiar nas indicações dadas pela agulha de um multímetro? Será que a informação dada pelo fabricante de que um multímetro tem tantos por cento de precisão é suficiente para garantir que em qualquer medida teremos sempre esta precisão?

Para os leitores que desejarem se aprofundar mais no assunto, recomendamos a leitura do livro digital "Os Segredos no uso do Multímetro"

Na prática é preciso tomar muito cuidado com o excesso de confiança neste instrumento.

Não é apenas a qualidade do instrumento que vai determinar a precisão de uma indicação, mas sim o modo que ela é feita e as próprias características do circuito em que ela ocorre.

O técnico pode ser enganado por essas indicações e isso é o que menos se deseja.

Como evitar enganos no uso do multímetro? O que deve ser considerado na realização de medidas com este instrumento em circuitos que tenham características especiais?

Se o leitor usa seu multímetro há pouco tempo ou é um técnico experiente, garantimos que existem algumas coisas que talvez você não saiba mas que são muito importantes no seu trabalho.

 

 

A INFLUÊNCIA DO MULTÍMETRO NA MEDIDA

Quando medimos a temperatura da água com um termômetro, precisamos colocar este termômetro em contacto com a água para que ele absorva (ou forneça) calor até que o equilíbrio térmico entre os dois (termômetro e água) se estabeleça. Somente depois disso é que a temperatura pode ser lida.

Ocorre, entretanto, que se o termômetro for "grande" e precisar de muito calor para chegar à mesma temperatura de um recipiente de água (pequeno), conforme mostra a figura 1, alterações importantes no estado das coisas podem acontecer.

 

 

Assim, se a temperatura da água estava num certo valor, com a colocação do termômetro, esse termômetro absorvendo calor, faz com que a água esfrie. O resultado é que, no final, quando o equilíbrio se estabelecer o termômetro vai indicar para a água uma temperatura menor do que ela estava originalmente, ou seja, dará uma indicação errada.

Evidentemente, o termômetro para "ser bom" deve ser capaz de absorver o mínimo possível de calor do que está sendo medido para que sua temperatura não seja afetada. Observe que falamos em calor e temperatura como coisas diferentes. O calor é a energia que pode ser trocada entre os corpos e que pode alterar sua temperatura. A temperatura, por outro lado é a medida do grau de agitação de suas moléculas.

Tudo isso ocorre exatamente com o multímetro quando o usamos para medir tensões num circuito.

Os multímetro precisam de uma certa "energia" para que a agulha do instrumento indicador possa ser movimentada e essa energia é justamente extraída do circuito que está sendo medido, conforme mostra a figura 2.

 

 

Assim, como no caso de um recipiente pequeno, se o circuito não tiver a capacidade de fornecer muita energia, a introdução do multímetro faz com que a tensão, ou seja, aquilo que vai ser medido, caia e a indicação seja errada.

Vamos tomar um exemplo prático:

No circuito da figura 3 temos um divisor de tensão em que dois resistores de 10 000 ohms são ligados em série a uma fonte de 10 Volts.

 

 

Sabemos, por meio de cálculos simples, que a tensão que deve existir no ponto A em relação ao terra deve ser de 5 volts.

Se formos medir esta tensão com um multímetro que tenha uma sensibilidade de 1 000 ohms por volt e seja colocado numa escala de 0-10V teremos uma surpresa na leitura da escala.

De fato, um multímetro de 1 000 ohms por volt na escala de 0-10 volts representa uma resistência de 10 x 1 000 = 10 000 ohms. A introdução desse instrumento no circuito a ser medido, significa a ligação em paralelo com R2 de um resistor de 10 000 ohms, conforme mostra a figura 4.

 

 

Dois resistores de 10 000 ohms em paralelo resultam numa resistência equivalente de 5 000 ohms o quer significa que o divisor de tensão original será alterado e passará a ter os valores mostrados na figura 5.

 

 

Evidentemente, com 10 volts aplicados a este circuito, não mais teremos 5 volts no ponto A.

Um cálculo simples nos mostra que a nova tensão no ponto A cairá para 3,333 volts e é essa justamente a tensão que vai ser indicada pelo multímetro.

Evidentemente, esperando 5 volts neste local e encontrando apenas 3,333 volts o técnico pode suspeitar que algo está errado com um dos resistores!

 

 

Na verdade, o problema está justamente no fato do multímetro "carregar" o circuito alterando a tensão no ponto em que ocorre a medida.

 

DIMINUINDO A INFLUÊNCIA

O que acontece se em lugar de um multímetro de 1 000 ohms por volt de sensibilidade, usarmos um de 10 000 ohms por volt, ou seja, mais sensível?

Podemos dizer que será o mesmo que usar um termômetro que absorve menos calor da água que está sendo medida, e portanto, "carrega" menos o circuito, introduzindo menor alteração na tensão.

Na escala de 0-10 volts, este multímetro vai representar uma resistência de 10 x 10 000 = 100 000 ohms.

Teremos então, em paralelo com R2, uma resistência de 100 000 ohms, equivalente ao multímetro, conforme mostra a figura 7.

 

 

A resistência equivalente a 10 000 ohms em paralelo com 100 000 ohms e que forma o novo divisor de tensão será de 9 090 ohms.

Calculando com este valor a nova tensão no ponto A veremos que ela sobre uma alteração muito menor. Esta tensão será de 4,76 volts.

Essa será justamente a tensão indicada pelo multímetro, conforme mostra a figura 8.

 

 

Evidentemente, ainda não teremos os 5 volts esperados, mas estaremos mais próximos disso.

É claro que teremos uma precisão melhor ainda se usarmos um multímetro de 20 000, 50 000 ou mesmo 100 000 ohms por volt.

Perceba o leitor então que, quanto maior for a sensibilidade de um multímetro em ohms por volt, menor será sua influência na tensão de um ponto de um circuito.

Perceba também que essa influência não depende somente do multímetro, mas sim da relação que existe entre sua sensibilidade e a resistência apresentada pelo circuito em que ele está sendo utilizado.

Por exemplo, se tivermos medindo a tensão numa fonte de alimentação, como a mostrada na figura 9, em que a resistência que ela representa (resistência interna) é muito baixa, as coisas serão diferentes.

 

 

Nesta fonte, tanto faz usar um multímetro de 1 000 ohms por volt como 100 000 ohms por volt, que as indicações serão praticamente as mesmas. A resistência interna da ordem de fração de ohm, representa muito pouco em relação aos 1 000 ou 100 000 ohms dos multímetros!

 

 

O QUE DEVEMOS OBSERVAR NA PRÁTICA

Quando formos medir tensões num circuito é muito importante saber de que modo as características deste circuito podem afetar a indicação do instrumento.

Pelo que vimos, isso ocorre de maneira mais acentuada quando a impedância ou resistência interna do circuito em que aparece a tensão é elevada. Assim, podemos dizer que, quando se trata de um circuito de alta impedância ou de baixa corrente, a medida de tensões deve ser feita com cautela.

Nos diagramas temos informações suficientes para saber quando isso pode ocorrer.

Nas bases dos transistores de pequeno sinal, ou nos pinos dos circuitos integrados que tenham cargas de altas impedâncias temos dois pontos em que essas alterações podem ocorrer.

Assim, no circuito da figura 10, a presença de resistores de valores elevados num circuito de baixas correntes e baixas tensões é um sinal de que o multímetro pode carregar o circuito numa medida.

 

 

Não devemos estranhar se a ligação de um multímetro num circuito deste não resultar na leitura desejada, mesmo com o circuito em bom estado.

Outro caso que deve ser observado é o de fontes de alta tensão sob regimes de muito baixa corrente, como o inversor da figura 11.

 

 

O circuito indicado carrega o capacitor de saída com uma tensão de 600V mas sua resistência interna é suficientemente alta para significar que, qualquer resistência externa altere esta tensão.

Assim, para uma corrente de 50 uA sob tensão de 600V, isso significa uma resistência interna de 12 Megohms.

Se usarmos um multímetro de 10 000 ohms por volt na escala de 0-600 volts, esse multímetro representará uma resistência de 6 Megohms. Ligado na saída do circuito teremos o divisor indicado na figura 12.

 

 

O resultado da medida pode ser calculado facilmente: o multímetro indicará apenas 200 volts onde esperamos 600 volts.

Inversores do tipo usado em flashes de máquinas fotográficas, em circuitos de detectores de radiação podem ser citados como exemplos do que foi dito. Neles, a indicação de tensão de um multímetro não pode ser levada a sério!

Em suma, antes de confiar totalmente numa leitura, colocando a culpa nos componentes de um circuito, certifique-se de que este circuito pode ser medido com o multímetro nas condições desejadas. O seu multímetro é um instrumento fiel, mas nas condições próprias de uso.

 

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