Ferramentas de medição – Multímetro

O multímetro é a principal ferramenta de trabalho de um técnico nas áreas que envolve elétrica / eletrônica. Ele é o aparelho usado para medir principalmente corrente elétrica (A), tensão (V) e resistência elétrica (Ω), mas pode ser usado também para medir as mais variadas grandezas na elétrica ou eletrônica, como indutância (L), por exemplo. De forma geral existem dois tipos de multímetro, o analógico (de ponteiro) e o digital (de visor de cristal líquido). Cada um com sua vantagem: o analógico é melhor para testar a maioria dos componentes enquanto o digital é melhor para medir tensões e testar resistores. Ao longo dos anos, os multímetros digitais ganharam mais funções, sendo capazes de medir vários componentes que antes podiam ser testados somente com os multímetros analógicos.

No mercado há vários tipos de multímetros e que possuem as mais diversão funções, desde as mais básicas até as mais complexas. Alguns modelos podem medir indutância, frequência e temperatura, por exemplo.

Se tratando de multímetros analógicos e digitais, podemos citar as principais diferenças:

• Os multímetros analógicos mostram o resultado da leitura usando um ponteiro e uma escala, assim é mais fácil ocorrer erros de leitura. Já o multímetro digital exibe a medição em forma numérica através de um visor de LCD, eliminando este tipo de erro.
• A saída dos multímetros analógicos é contínua, com isso pode ocasionar erros de aproximadamente 3% na medição. Já os multímetros digitais tem uma margem de erro de aproximadamente 0,5%.
• Temos uma maior gama de medições em um multímetro digital do que o analógico, como, por exemplo, a possibilidade de medir capacitância, temperatura e frequência. Estas características tornam o multímetro digital mais versátil.
• A calibração dos multímetros analógicos é feita manualmente, já a maioria dos multímetros digitais são calibrados automaticamente antes de cada medição.
• Um multímetro digital oferece a facilidade de mostrar diretamente em seu visor o valor numérico da grandeza medida, sem necessidade de ficar fazendo multiplicações e leituras em escalas complicadas como ocorre com multímetros analógicos.
• Os multímetros analógicos costumam ser mais baratos que os digitais.

Nesta publicação vamos falar apenas das funções básicas que todo multímetro deve ter e vamos dar atenção ao multímetro digital de baixo custo. Todos os multímetros, não importa se ele é analógico ou digital, possui uma chave seletora na parte frontal para escolhermos qual grandeza será medida.

Na imagem abaixo podemos observar que a chave seletora possui algumas áreas separadas para a medição dessas grandezas:

Em multímetros digitais o valor da escala já indica o máximo valor a ser medido por ela, independente da grandeza. Temos abaixo uma indicação de valores típicos encontrados na prática para estas escalas:

• Escalas de tensão contínua: 200mV, 2V, 20V, 1000V ou 200mV, 2V, 20V, 1000V ou 1kV
• Escalas de tensão alternada: 200V, 750V
• Escalas de resistência: 200Ω, 2000Ω ou 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ, 2MΩ ou 20000kΩ
• Escalas de corrente contínua: 200uA, 2000uA ou 2mA, 20mA, 200mA, 2A, 10 ou 20A

Em alguns multímetros digitais estas escalas se fazem de forma automática. Estes tipos de multímetros são conhecidos como auto range ou auto escala, e é necessário apenas selecionar o tipo de grandeza que será medida por ele. Em alguns casos podemos encontrar multímetros que tem apenas uma escala para tensão, uma para corrente e uma para resistência. Este tipo de multímetro também é auto range e não há necessidade de selecionar uma escala específica para  fazer a medição de tensão.

Uma coisa muito importante ao se usar um multímetro digital é saber selecionar a escala correta para fazer a medição. Sendo assim, podemos exemplificar algumas grandezas com seus respectivos nomes nas escalas:

• Tensão alternada: VCA, ACV, VAC ou V juntamente com o símbolo ~ sobre ele
• Tensão contínua: VCC, DCV, VDC ou V com duas linhas sobre ele, uma tracejada e outra contínua.
• Corrente contínua: DCA, ADC ou A com duas linhas sobre ele, uma tracejada e outra contínua.
• Corrente alternada: ACA ou A juntamente com o símbolo ~ sobre ele.
• Resistência: Ohms ou Ω.

Agora que você já conhece o multímetro, vamos ver como se realiza as medições com ele e identificar possíveis falhas em componentes e circuitos.

Medindo tensões elétricas

SEMPRE TOME CUIDADO AO MEDIR TENSÕES E CORRENTES, POIS HÁ O RISCO DE CHOQUE ELÉTRICO QUE PODE CAUSAR MORTE. MANUSEIE SEMPRE O EQUIPAMENTO SEGUINDO AS RECOMENDAÇÕES DO FABRICANTE E NUNCA TOQUE EM FIOS OU PARTES METÁLICAS ENERGIZADAS.

Para medir tensões contínuas, devemos conectar a ponta de prova preta no borne que representa o terra e a ponta de prova vermelha deve ser conectada ao borne do meio, que é utilizado para medir tensões, corrente baixa, diodo, e resistência:

Devemos colocar a chave seletora na primeira escala superior que for a mais próxima da tensão a ser medida. Por exemplo, suponhamos que vamos medir a tensão contínua de uma bateria de 9V. A escala mais alta próxima de 9V é a escala VDC de 20V. Se por ventura for utilizada uma escala abaixo, ou seja, a escala de 2V, o multímetro não vai conseguir mostrar o resultado e apresentará o número 1 em sua tela, o que significa infinito. Caso seja utilizada a escala de 200V, vamos perder uma casa decimal em nossa medida, causando uma imprecisão na medição.

Nas medições de tensão contínua, o multímetro mede a diferença de potencial entre as suas pontas, logo, se conectar as pontas de prova na polaridade errada (ponta de prova preta no positivo e ponta de prova vermelha no negativo) aparecerá um sinal de negativo no visor, indicando que está invertido.

Para medir tensão alternada, não há diferença de cor de ponta de prova, já que o multímetro possui uma ponte retificadora interna para fazer este tipo de medição e o valor de tensão medido que irá aparecer no visor já vai estar aplicado o valor eficaz (RMS) aproximado. Existem multímetros que mostram o valor RMS real, está função é conhecida como True RMS.

Medindo Corrente com o multímetro

Para medir corrente com um multímetro convencional, será preciso interromper uma parte do circuito e colocar as pontas de prova do multímetro em série com o circuito:

Note que o fio preto sai da bateria, passa pelo terminal comum do multímetro, sai do terminal vermelho e é conectado ao motor.

Esta forma de medir corrente, é recomendada somente para medição de corrente contínua. Este processo não é muito seguro e muitas vezes é difícil de executar. Por estes motivos, devemos utilizá-lo apenas para medir correntes em circuitos de baixa potência. Se for preciso medir a corrente em circuito de alta potência, devemos utilizar um alicate amperímetro. Note que o alicate amperímetro tem as mesmas funções que um multímetro comum, a diferença está na sua garra que mede através da indução, a corrente  que passa em um condutor . Esta medição com o alicate só pode ser feita em circuitos de corrente alternada. Na imagem abaixo é possível ver como o condutor deverá ser passado na garra do alicate:

Mesmo com o fio encapado é possível realizar a medição de corrente que circula no condutor, logo, esta característica torna esta forma de medição de corrente a mais segura.

Medindo Resistência, Diodo e Continuidade

Para medir um resistor é bem simples, sendo necessário selecionar a faixa do multímetro que mede resistência e colocar as pontas de prova nos terminais do resistor. Se o valor do resistor for mais alto que a escala selecionada, irá aparecer no visor do multímetro o numero 1, representando infinito. Caso contrário, irá aparecer o valor da resistência que está sendo medida.

Quando medimos continuidade (conhecido como beep do multímetro em algumas regiões) o multímetro está na realidade medindo a resistência de um condutor, onde que, se tiver condutividade, a resistência será zero ou vai estar bem próxima a zero. No caso do diodo, como visto nos posts anteriores, ele conduz somente para um lado, aproveitando disso, é possível saber a polaridade de um transistor usando a escala de continuidade.

Analisando um circuito com o multímetro

Agora vamos fazer uma análise básica do circuito de uma fonte e para isto, será utilizado o multímetro. Qualquer multímetro é capaz de fazer este tipo de análise:

OBS: o trafo TR1 do circuito tem entrada de 127V e saída simétrica de 9V x 600mA.

1 – O primeiro passo é energizar o circuito. Logo após, deve ser selecionada a escala de 20VDC (escala maior  e mais próxima de 5V). A ponta de prova vermelha deve ser conectada no lado positivo e a preta no lado negativo, ambos no ponto A do circuito.

Analisando os possíveis resultados:

– O multímetro marcou 05.0V = a fonte está funcionando perfeitamente.
– O multímetro marcou 00.0V = a fonte não está funcionando.

2 – Caso a fonte não esteja funcionando, vamos analisar o ponto B, usando a mesma escala no multímetro (20VDC):

– O multímetro marcou mais que 05.0V (até 09.0V) = o CI regulador 7805 está com defeito, deve ser trocado.
– O multímetro marcou 00.0V = não está chegando energia nesta parte do circuito.

3 – Caso não esteja chegando energia neste ponto (B), vamos analisar o ponto C usando a mesma escala no multímetro (200VAC). Nesta parte do circuito antes dos diodos, a tensão é alternada e no multímetro a maior escala  e mais próxima de 9V é 200VAC:

– O multímetro marcou 009V = pode ter algum diodo com defeito, logo, faça o teste de cada um deles e se localizar algum com defeito, faça a substituição.
– O multímetro marcou 000V = não está chegando energia nesta parte do circuito.

4 – Caso não esteja chegando energia neste ponto (C), vamos analisar o ponto D usando a mesma escala no multímetro (200VAC):

– O multímetro marcou 127V = o trafo TR1 está funcionando perfeitamente.
– O multímetro marcou 000V = não tem energia entrando no circuito.

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