Como medir tensões com o multímetro (INS131)

Todos os leitores sabem que o multímetro é o instrumento mais importante da bancada do praticante de eletrônica, principalmente o profissional de manutenção, o estudante e o iniciante. No entanto, o uso do multímetro nem sempre é denominado em sua totalidade pelos seus possuidores. Na verdade, a maioria dos possuidores de multímetros não sabe usar muitas de suas funções e mesmo nas mais simples cometem erros. Se o leitor tem dúvidas na medida de tensões, este artigo pode lhe ajudar.

Uma das formas mais eficientes de se analisar um circuito que apresente defeitos e chegar à causa desses defeitos é com a medida das tensões em suas etapas.

Evidentemente, o instrumento mais usado nestas medidas é o multímetro.

O que ocorre na prática entretanto, é que além de poderem medir tensões alternadas e contínuas, os multímetros possuem diversas escalas para cada uma delas.

Assim, é comum que o operador menos experiente se sinta confuso quando tiver de escolher uma escala apropriada para uma medida.

Pior que isso: muitos confundem correntes com tensões, e podem até colocar o multímetro numa escala de correntes e, ao tentar medir uma tensão, danificam o instrumento e em alguns casos até provocam curtos no circuito analisado com a queima de mais componentes.

O que ocorre é que a medida de corrente faz com que o multímetro apresente uma resistência praticamente nula, sem limitações para sua intensidade, conforme mostra a figura 1.

 

Em uma tomada não se mede corrente (mA), mas sim tensões (AC Volts).
Em uma tomada não se mede corrente (mA), mas sim tensões (AC Volts).

 

Assim, se uma tensão for aplicada ao multímetro nesta condição, ele simplesmente representa um curto circuito perigoso.

A medida de tensão, por outro lado, é feita numa condição de alta resistência que não traz perigo para o instrumento a não ser em casos que analisaremos e ensinaremos ao leitor como evitar.

 

A MEDIDA DE TENSÃO

As tensões num circuito ou num componente são medidas com a ligação do multímetro em PARALELO com este circuito, conforme mostra a figura 2.

 

Medindo a tensão sobre R2.
Medindo a tensão sobre R2.

 

Isso significa que o multímetro deve ficar submetido à mesma tensão que deve ser medida.

Um multímetro será tanto melhor (mais sensível) quanto menos corrente ele exigir nesta medida, ou seja, quanto mais alta for a resistência que ele apresentar nesta medida.

O que ocorre é que, apresentando uma resistência menor, o multímetro "carrega" o circuito que está sendo medido, provocando com isso uma alteração da própria tensão que deve ser medida.

A sensibilidade de um multímetro é medida em ? por volt.

Isto significa que um multímetro que tenha uma sensibilidade de 1 000 ? por volt, quando colocado numa escala de 0-5 volts, se comporta como uma resistência de 5 x 1 000 = 5 000 ?.

Um multímetro de 20 000 ? por volt na escala de 0 - 10 V se comporta como uma resistência de 10 x 20 000 = 200 000 ?.

Para os nossos leitores, multímetros com sensibilidade de pelo menos 5 000 ? por volt são os ideais, se bem que os de 1 000 a 2 000 ?, de muito baixo custo, sejam tolerados na maioria das aplicações menos críticas.

Na verdade, o preço de multímetros na faixa de 1 000 a 5 000 ? por volt é tão baixo que qualquer praticante de eletrônica pode ter um.

 

ALTERNADA OU CONTÍNUA

Nos circuitos eletrônicos podemos encontrar tanto tensões alternadas como contínuas.

Para a medida, é evidente que o leitor deve saber reconhecê-las, pela análise do circuito, ajustando o multímetro para as escalas correspondentes.

Explicando melhor: na medida da tensão contínua, temos no circuito do multímetro apenas resistores redutores e a corrente resultante circula diretamente pelo instrumento indicador, conforme mostra a figura 3.

 

Circuito do instrumento na medida de tensões contínuas.
Circuito do instrumento na medida de tensões contínuas.

 

Na medida de uma tensão alternada, entretanto, o multímetro utiliza diodos retificadores (um ou mais), conforme mostra a figura 4.

 

Circuito na medida de tensões alternadas.
Circuito na medida de tensões alternadas.

 

A presença desses diodos faz com que as escalas de tensões alternadas dos multímetros tenham algumas diferenças em relação às escalas de tensões contínuas.

Assim, conforme mostra a figura 5, as escalas de tensões contínuas são lineares, ou seja, com uma separação igual entre suas divisões.

 

Escalas diferentes para tensões contínuas e alternadas.
Escalas diferentes para tensões contínuas e alternadas.

 

Nas escalas de tensões alternadas, por outro lado, as divisões são mais próximas umas das outras em torno do ponto de 0 volt, pois o diodo não conduz totalmente senão com uns 0,6 V se for de silício, alterando assim a linearidade da escala.

Em outras palavras, os multímetros comuns que usam diodos para retificar as tensões alternadas medidas, não têm precisão na medida de tensões menores que 1 volt.

A identificação dos pontos de um circuito em que encontramos tensões alternadas ou contínuas é simples.

Evidentemente, ela envolve o conhecimento básico do princípio de funcionamento dos circuitos analisados.

Mais informações sobre este assunto fundamental pode ser encontrada no Curso Básico de Eletrônica, do autor deste artigo, em que o princípio de funcionamento de componentes e circuitos é analisado.

Vamos dar alguns exemplos de que tipo de tensão encontrar nos aparelhos comuns:

 

a) Tensões alternadas:

  • Na entrada da rede de energia
  • Nos interruptores e fusíveis da rede de energia
  • Nos enrolamentos primários e secundários dos transformadores de fontes de alimentação ligadas à rede de energia
  • Nos circuitos que operam com TRIACS e SCRs ligados à rede de energia

 

b) Tensões contínuas

  • Depois de diodos retificadores de fontes de alimentação
  • Em pilhas e baterias
  • Em circuitos com válvulas e transistores nos elementos de polarização
  • Na alimentação de circuitos integrados
  • Nas saídas de eliminadores de pilhas e fontes
  • No circuito elétrico de um automóvel

 

QUE ESCALA USAR?

Uma vez que saibamos se num ponto de um circuito a tensão é contínua ou alternada resta agora descobrir qual é a sua ordem de grandeza.

Com isso não queremos dizer que o leitor precise saber qual é o valor exato da tensão, mas sim, mais ou menos quanto deve esperar na medida no ponto visado do circuito analisado.

Por exemplo, sabemos que num ponto do circuito que seja alimentado pela rede de energia, a tensão deve ser da ordem de 110 V ou 220 V.

Da mesma forma, no secundário de um transformador de uma fonte esta tensão estará entre 6 e 20 V conforme este transformador.

Se tivermos um diagrama do aparelho, será mais fácil ainda, pois podemos ter nesse diagrama as tensões indicadas para os pontos que vamos medir.

É importante saber esta ordem de grandeza para que o multímetro não seja colocado numa escala muito abaixo da necessária para medir a tensão desejada.

Se ajustarmos um multímetro para a escala de 0 - 1 Volt, por exemplo, e o ligarmos num ponto do circuito em que a tensão seja de 120 ou 150 Volts por exemplo, a sobrecarga pode queimá-lo, conforme mostra a figura 6.

 

Tensões muito acima da escala danificando o multímetro.
Tensões muito acima da escala danificando o multímetro.

 

Além disso podem ocorrer danos mecânicos com a agulha batendo violentamente no final da escala.

Assim, existem dois procedimentos importantes para se evitar que possa ocorrer a sobrecarga de um multímetro numa medida de tensão contínua ou alternada:

 

* Coloque o multímetro na escala apropriada para a tensão que espera medir (alternada ou contínua)

* Se não tiver idéia dessa tensão, comece então pela mais alta do multímetro, conforme mostra a figura 7.

 

Na dúvida, comece pela escala mais alta.
Na dúvida, comece pela escala mais alta.

 

A deflexão inicial da agulha permite ter uma idéia do valor da tensão.

Podemos então mudar a escala de modo a ter uma leitura "mais confortável" num ponto em que as indicações sejam mais precisas.

Por exemplo, se colocamos o multímetro na escala de 0- 300 Volts e o ponteiro mal se mexe, dando a entender que a tensão é de alguns volts apenas, podemos passá-lo para a escala de 0 - 30 V, onde obtemos uma leitura "mais confortável" e precisa, conforme mostra a figura 8.

 

Escolha a escala mais cômoda para leitura
Escolha a escala mais cômoda para leitura

 

POLARIDADE

Nas medidas de tensões alternadas não é preciso observar a polaridade das pontas de prova.

No entanto, na medida de tensões contínuas, a polaridade deve ser observada.

A ponta vermelha (ligada ao +) deve ser colocada no ponto mais positivo do circuito e a preta no mais negativo ou em zero volt (terra), conforme mostra a figura 9.

 

Observando a polaridade na medida de tensões contínuas.
Observando a polaridade na medida de tensões contínuas.

 

Se houver inversão das pontas de prova, nestas condições, a agulha tende a se movimentar em sentido contrário ao desejado e isso pode ser ruim para o instrumento, pois seu mecanismo é forçado.

Em alguns multímetros existe uma chave no painel que permite inverter as ligações internas das pontas de prova, conforme mostra a figura 10.

 

A chave de inversão da polaridade das pontas de prova.
A chave de inversão da polaridade das pontas de prova.

 

Assim, para estes multímetros não será necessário retirar as pontas de prova dos locais em que elas se encontram para a fazer a inversão: basta atuar sobre a chave no painel.

Este recurso ‚ importante quando fixamos as pontas de prova num circuito por meio de garras jacaré‚ o que costuma dar certo trabalho de acesso.

 

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