Os galvanômetros também podem ser usados para medir tensões. De fato, se tivermos um galvanômetro de 0 - 1 mA (1 mA de fundo de escala ou 0,001 A) e uma resistência de bobina de 1000 ohms, é fácil perceber que, quando aplicarmos 1 V nesse instrumento, a corrente será a de fundo de escala, ou seja 1 mA.
Para esse cálculo aplicamos a Lei de Ohm:
I = 1/1 000
I = 0,001 A (1 mA)
Isso significa que um galvanômetro, como o indicado, pode ser usado diretamente como um voltímetro de 0 a 1 V, ou seja, com 1 V de fundo de escala, conforme o cálculo que demos como exemplo.
No entanto, se com o mesmo galvanômetro que tomamos como exemplo desejarmos medir tensões maiores, será preciso usar de artifícios, como no caso do amperímetro.
O que fazemos, nesse caso, é ligar em série com o galvanômetro uma resistência denominada "multiplicadora", conforme mostra a figura 1.
O cálculo dessa resistência é simples: somada com a resistência interna do instrumento, ao ser submetida à tensão de fundo de escala (tensão máxima que se deseja medir), o conjunto deve deixar passar a corrente de fundo de escala do instrumento.
Uma fórmula simples pode ser escrita para esse cálculo:
Rm = Vm/Im - Ri (f6.1)
Onde:
Rm é a resistência multiplicadora (em ohms)
Ri é a resistência interna do instrumento usado (em ohms)
Vm é a tensão de fundo de escala que se deseja medir (em volts)
Im é a corrente de fundo de escala do instrumento usado (em amperes)
Exemplo:
Com o miliamperímetro de 1 mA de fundo de escala (0,001 A), e resistência de 1000 ohms desejamos fazer um voltímetro com fundo de escala de 10 V. Qual deve ser o valor da resistência multiplicadora?
Nesse caso:
Rm = ?
Im = 0,001 A
Vm = 10 V
Ri = 1 000 ohms
Aplicando a fórmula:
Rm = Vm/Im - Ri
Rm = 10/0,001 - Ri
Rm - 10 000 - 1 000
Rm = 9 000 ohms
O valor da resistência multiplicadora é 9 000 ohms
Importante: os instrumentos medidores exigem precisão. Assim, quando projetamos esses circuitos, os resistores a serem usados devem ter tolerâncias muito pequenas.
Também devemos tratar dos voltímetros digitais que empregam outra tecnologia.
Conforme mostra a figura 2, esses circuitos utilizam o circuito de processamento que converte o valor para o formato digital através de um ADC e depois mostra seu valor num display.
Os multímetros digitais que possuem escalas de tensão (voltímetros) operam segundo essa tecnologia.
Na medida de tensões alternadas, a tensão é retificada e depois seu valor de pico ou rms é usado para excitar o instrumento indicador.
Existem instrumentos que dão um valor que depende da forma de onda da corrente e outros, que são mais precisos, que dão o valor exato, sem levar em conta eventuais deformações da tensão, que são os denominados ‘true-rms”.
Do livro Instrumentação – Multímetros – Volume 1 – Newton C. Braga
Ver também:
• Galvanômetros (32)
• Amperímetro (119)
• Multímetro (80)
• Instrumentos elétricos (91)
• True RMS (500)
• RMS (355)
