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Por que ter um Multímetro (INS023)

Houve tempo em que a presença de um multímetro numa maleta de serviço ou numa bancada caracterizava apenas um tipo de profissional: o técnico eletrônico. Os tempos mudaram, e hoje ter um multímetro não é privilégio dos técnicos eletrônicos. Mais que isso, ter um multímetro é uma necessidade que ultrapassa as paredes de uma oficina, atingindo pessoas comuns e profissionais de outras áreas como eletricistas, instaladores de som, técnicos de computadores, instaladores de antenas e sistemas de comunicações e muitos outros. Neste artigo, vamos mostrar aos leitores como é importante ter um multímetro ao alcance de suas mãos, independentemente de sua área de atuação na eletrônica, eletricidade e mesmo que ela não exista.

A capacidade profissional de um técnico reparador, por muito tempo, esteve associada ao "tamanho" do multímetro que ele carregava em sua maleta de serviço. O "tester", V-O-M ou simplesmente multímetro era o símbolo de "status" de qualquer profissional da eletrônica, servindo aos olhos dos leigos para "testar qualquer coisa".

A eletrônica evoluiu, criando novos instrumentos de prova e novas técnicas mas os multímetros continuaram como elementos indispensáveis ao trabalho do técnico.

Mais que isso, os multímetros também evoluíram e de instrumentos caros, somente ao alcance dos profissionais da eletrônica eles passaram a alcançar uma gama muito mais ampla de usuários e a fornecer novos tipos de provas.

Hoje, o multímetro é ainda o instrumento do técnico eletrônico, existindo para este profissional uma enorme gama de tipos com as mais diversas características.

Mas, o multímetro também é hoje o instrumento de qualquer pessoa que goste de mexer com eletricidade ou eletrônica e de muitos profissionais de outras áreas.

O custo decrescente de muitos multímetros, a possibilidade de fornecer medidas elétricas e testes simples tornam-nos ideais para uma gama de aplicações que vai muito além do profissional da eletrônica.

Mas, se existe uma variedade tão grande de tipos de multímetros, e que pode atender uma variedade tão ampla de pessoas (profissionais, estudantes ou amadores), como fazer para escolher o multímetro certo?

Ninguém deseja investir mais do que precisa num instrumento que não vai usar, ou investir menos, num instrumento que não faça justamente as provas que precisa.

Com a finalidade de orientar os leitores que desejam comprar seu primeiro multímetro, e ainda mostrar aos leitores quão necessário é este simples instrumento, vamos começar nossa análise explicando:

 

O QUE É UM MULTÍMETRO

Multímetro, Multitester, V-O-M (de volt-Ohm-Miliamperimetro) ou ainda Tester são os nomes segundo os quais o instrumento mais popular da oficina de eletrônica (nos velhos tempos) é conhecido.

Conforme o nome sugere trata-se de um instrumento de medida que basicamente pode medir as três principais grandezas elétricas: a tensão (medida em volts), a corrente (medida em ampères) e a resistência (medida em ohms).

Os primeiros multímetros eram analógicos, ou seja, tinham um indicador com um ponteiro que se movia por uma escala, havendo então uma analogia (correspondência direta) entre a grandeza medida e o deslocamento desse ponteiro na escala, conforme mostra a figura 1.

 

 


 

 

 

Com o tempo, apareceram os multímetros digitais, onde a grandeza medida era convertida para a forma digital (dígitos=números) que são apresentados num mostrador de cristal líquido, conforme mostra a figura 2.

 

Nos multímetros digitais o ponteiro dá lugar ao mostrador de cristal líquido.
Nos multímetros digitais o ponteiro dá lugar ao mostrador de cristal líquido.

 

 

Inicialmente, os multímetros digitais eram considerados "sofisticados" e pelo seu custo elevado, somente poucos podiam se dar ao luxo de trabalhar com este tipo de equipamento. Hoje em dia, os preços digitais caíram tanto a ponto de se equiparar em alguns casos ao mais simples analógicos e, se levarmos em conta a questão custo não podemos fazer uma separação muito grande entre os dois tipos.

O multímetro mais simples possui um instrumento indicador de bobina móvel (microamperímetro) onde uma agulha se movimenta sobre diversas escalas que correspondem às grandes medidas.

Normalmente estes multímetros possuem escalas de tensões (alternadas e contínuas), correntes (contínuas) e resistências. A escolha da grandeza que vai ser medida pode ser feita de duas formas, eventualmente combinadas, conforme mostra a figura 3.

 

 

Os multímetros analógicos
Os multímetros analógicos

 

 

Podemos ter uma chave seletora (a) que permite escolher a grandeza que vai ser medida e um fator de multiplicação da escala, ou então podemos ter a escolha por bornes (b) conectando as pontas de prova em bornes apropriados.

Para as medidas de tensões e correntes, a energia que aciona o aparelho é retirada do próprio circuito em teste, mas para a medida de resistências ele precisa de uma fonte de energia própria que pode ser formada por uma ou mais pilhas, e dependendo do tipo, por uma bateria.

Além das grandezas indicadas, os multímetros modernos vão além, permitindo ao usuário que o utilize em muitas outras modalidades de testes.

Assim, temos multímetros que incluem provadores de continuidade para testes de cabos e componentes e que é muito útil para testar eletrodomésticos. Temos os que incluem frequencímetros e capacímetros, podendo assim testar capacitores e medir a frequência de pontos importantes de um aparelho. Outros incluem testes de diodos e de transistores, verificando de forma direta o ganho de transistores o que é muito interessante para os profissionais da eletrônica.

Finalmente encontramos alguns que incluem injetores de sinais e até com níveis lógicos compatíveis com computadores o que permite a sua injeção em equipamentos em prova de maneira direta.

Todos estes recursos podem ser encontrados nos tipos analógicos e digitais.

Enquanto os multímetros analógicos são simples na sua concepção, pois usam apenas componentes passivos (na sua maioria) não necessitam de etapas amplificadoras e portanto de fontes de energia externa para funcionar, os digitais são mais sofisticados.

Como usam circuitos eletrônicos para acionar o display e fazer a conversão digital das grandezas medidas, eles necessitam de energia de uma bateria qualquer que seja a grandeza medida.

No entanto, como esta bateria pode alimentar circuitos amplificadores eles se tornam mais sensíveis que os analógicos e por isso, em determinadas condições de uso podem se tornar mais interessantes.

Essas diferenças de comportamento diante da grandeza medida é muito importante no momento da escolha, o que significa que o comprador deve conhecê-las. É portanto, muito importante, conhecer:

 

AS CARACTERÍSTICAS DOS MULTÍMETROS

O que um multímetro pode medir e como ele faz é informado ao usuário na forma de dados técnicos ou características que ele precisa saber interpretar.

É muito importante esta interpretação pois ela impede que alguém compre um multímetro que não meça o que se deseja ou da forma que se deseja. Sim, isso pode ocorrer, pois as condições em que os circuitos e aparelhos eletrônicos operam são muito diferentes e não é possível prever no projeto de um instrumento todas elas.

A primeira característica de um multímetro que deve ser observada é a sua sensibilidade.

Sensibilidade:

Quando introduzimos um instrumento de medida num sistema, a presença desse instrumento pode afetar a leitura. Por exemplo, se colocarmos um termômetro numa colher de água para medir sua temperatura, o termômetro absorve calor da água até atingir o equilíbrio térmico (ou cede calor) afetando a leitura, conforme mostra a figura 4.

 

A presença de um termômetro afeta a temperatura da água.
A presença de um termômetro afeta a temperatura da água.

 

 

Perceba então que, tanto maior for o termômetro em relação a quantidade de água cuja temperatura se mede, mais ele afeta a temperatura, fornecendo uma indicação errada.

O interessante seria ter um termômetro que fosse tão pequena que precisasse um mínimo de calor para atingir o equilíbrio térmico, afetando assim muito pouco da temperatura da água na colher. Em outras palavras, seria muito interessante ter um termômetro sensível.

O mesmo é válido para os multímetros. Se vamos usar um multímetro para medir uma tensão (volts) ele afeta esta tensão quanto menos sensível ele for, ou seja, quanto mais corrente ele precisa "absorver" para que a agulha do instrumento se mova.

A sensibilidade dos multímetros analógicos comuns é medida em Ohms por volt ( /V).

Se um multímetro tiver uma sensibilidade de 1 000 ohms por volt, e o colocarmos numa escala que meça tensões de 0 a 5 Volts, esse multímetro representará para o circuito externo uma resistência de 5 x 1 000 = 5 000 ohms, a qual drenará uma corrente para poder deflexionar a agulha.

Assim, se no circuito da figura 5 formos usar esse multímetro para medir as tensão entre os pontos A e B, que sabemos ser de 5V, o multímetro não vai indicar isso!

 

 

O Multímetro afeta a tensão no circuito, ao ser conectado
O Multímetro afeta a tensão no circuito, ao ser conectado

 

 

De fato, se sem o multímetro, a tensão ficava dividida por 2, aparecendo 5V entre os pontos indicados, porque os resistores são de mesmo valor, com a ligação do multímetro isso muda.

O multímetro, conforme mostra a figura, ficará em paralelo com o resistor de 5 000 ohms o que significa que o ramo entre A e B, passará a ter apenas 2 500 ohms. A tensão não mais ficará dividida por 2, mas sim, passará a ser 1/3 da tensão de alimentação de 10V. O multímetro dará então a falsa indicação de que ali existe uma tensão de 3,3 V.

Se a resistência representada pelo multímetro for maior, a alteração na tensão medida será menor, ou seja, teremos maior precisão.

Os multímetros comuns são vendidos com sensibilidades a partir de 1 000 ohms por volt, sendo os mais indicados os que estão acima de 5 000 Volts, principalmente para os que trabalham com eletrônica.

Para uso doméstico, onde as correntes disponíveis nos circuitos são maiores e a alteração do instrumento nas condições indicadas não é importante, os tipos a partir de 1 000 ohms por volt satisfazem perfeitamente.

Para os digitais, a sensibilidade é avaliada de uma forma diferente.

Normalmente estes instrumentos usam circuitos internos com transistores de efeito de campo na entrada. Isso significa que, independentemente da escala usada, a resistência que o circuito representa é sempre a mesma, ficando em geral, em torno de 20 milhões de ohms.

Diante de um circuito como o que vimos, com 5 000 ohms, os 22 000 000 ohms afetam muito pouco a tensão no local!

O segundo fator a ser observado na compra de um multímetro é o número de grandezas que ele pode medir.

 

Número de Grandezas:

Os multímetros básicos medem tensões contínuas e alternadas, correntes contínuas e resistências. No entanto, existe sempre a possibilidade de se obter multímetros que meçam outras grandezas como:

* Decibéis

* Frequências

* Capacitâncias

* Indutâncias

* Ganho de transistores

 

Em especial, as três últimas grandezas são muito interessantes para os profissionais da eletrônica, se bem que pouco sejam usadas em trabalhos mais simples.

 

Além disso, os multímetros podem ter recursos adicionais importantes como:

* Teste de continuidade

* Teste de pilhas

* Teste de diodos

* Injetor de sinais

 

A quantidade de escalas para as principais grandezas é também importante:

 

Quantidade de escalas:

Os valores de resistências que encontramos no trabalho do dia a dia com a eletrônica cobrem uma gama muito grande: 0 a mais de 20 000 000 de ohms. Evidentemente, a existência de uma escala precisa única que cubra essa faixa é inviável.

Assim, tanto para resistência, como correntes e tensões que também aparecem em faixas dilatadas, encontramos sempre mais de uma escala.

Tomando como exemplo o multímetro da figura 6 temos três escalas de resistências que são selecionadas por uma chave, com a indicação de um fator de multiplicação de leitura.

 

Multímetro com três escalas de resistências.
Multímetro com três escalas de resistências.

 

 

Assim, quando usamos a escala x1k (x 1000) isso significa que os valores lidos na medida de resistência na escala própria devem ser multiplicados por 1 000. A leitura de 2,5 no exemplo dado significa 2 500 ohms.

Mais escalas num multímetro significa a possibilidade de se obter uma leitura precisa e cômoda qualquer que seja o valor da grandeza medida.

Sabendo avaliar um multímetro resta-nos saber:

 

QUE MULTÍMETRO COMPRAR

O leitor já sabe o que faz um multímetro e como o faz, pelo menos dentro do mínimo que explicamos na parte inicial deste artigo. Mas, certamente ainda tem dúvidas sobre o tipo de multímetro que deve comprar.

Na verdade, ainda existe uma pergunta importante que o leitor deve fazer:

- Sei avaliar um multímetro pela sua sensibilidade e sei quais as medidas que posso encontrar nos modelos principais! Mas, para o que faço, o que deve ter um multímetro?

Para responder a esta pergunta será interessante fazermos uma análise dos usos mais comuns, começando naturalmente pela própria eletrônica:

 

a) O técnico eletrônico (profissional ou amador avançado)

Evidentemente, o profissional da eletrônica precisa ter o melhor multímetro. A sensibilidade deve ser melhor que 10 000 ohms por volt. Para as resistências devem existir pelo menos 3 escalas, assim como para as tensões e as correntes. Os tipos digitais são altamente indicados, incluindo-se outras funções importantes como o teste de transistores e diodos. Podemos dizer que os tipos que indicaremos como C, D e E, mais adiante são os mais indicados.

 

b) O eletricista instalador

Para este, os multímetros simples analógicos com escalas básicas de tensões, correntes e tensões atendem às principais necessidades perfeitamente. O mais importante nestes instrumentos é a possibilidade de se medir tensões de rede de 110V ou 220VCA. Evidentemente, a possibilidade de se ter um multímetro mais sofisticado significa também a possibilidade de se fazer testes mais complexos. Os tipos indicados como de categoria A e B são os mais indicados para este técnico, podendo eventualmente o que desejar se aperfeiçoar no seu uso, adquirir um do tipo C.

 

c) O reparador de eletrodomésticos

As tensões e correntes, assim como as resistências encontradas nos aparelhos eletrodomésticos durante os testes e reparos são as mesmas que aparecem nas instalações elétricas domésticas e mesmo comerciais. Assim, um multímetro semelhante ao usado pelo eletricista instalador atende perfeitamente às necessidades deste profissional. Indicamos portanto os tipos de categoria A, B e C.

 

d) O instalador de antenas

A verificação da continuidade de cabos e de conectores é muito importante para este profissional que pode ter no multímetro um instrumento indispensável. Para o caso de antenas parabólicas, a verificação da presença de tensões junto aos alimentadores e chaves coaxiais é importante e o multímetro serve para isso. Multímetros dos tipos B, C e D servem para este profissional. Para os que também trabalham com os receptores de satélites, reparando-os um multímetro mais avançado como do tipo E pode ser interessante na oficina.

 

e) O eletricista de automóveis

Houve tempo em que os circuitos elétricos dos automóveis eram simples e uma lâmpada de prova já servia para detectar problemas. No entanto, mais e mais os automóveis se tornam eletrônicos e as tensões que encontramos nos diversos pontos de seu circuito não são mais apenas os 6 ou 12V de uma bateria. Os carros modernos são eletrônicos e o eletricista precisa se acostumar com isso. Para alguns testes importantes em circuitos modernos e a maioria dos tradicionais o multímetro é o instrumento recomendado. Os do tipo A e B são indicados para os menos experientes e que inicialmente trabalham com circuitos tradicionais. Para os que vão além, abrindo ignições eletrônica, temporizadores e outros circuitos mais sofisticados, um multímetro do tipo C ou D deve estar presente na bancada.

 

f) O técnico de computadores

Devemos classificar os técnicos de computadores em dois grupos: para o que simplesmente instala o computador ou compõem um sistema é importante testar cabos, medir tensões de fonte, verificar conectores e fazer provas igualmente simples. Para este um multímetro do tipo A ou B já é suficiente. No entanto, temos os que reparam computadores e que portanto podem precisar fazer testes nos circuitos eletrônicos, muito mais exigentes. Para estes os multímetros indicados devem ser do tipo C, D ou mesmo E.

 

g) O instalador de som em carro

Já dissemos que o carro de hoje tem muito de eletrônica e boa parte dela está no sistema de som. Diversos são os tipos de medida que podem ser necessárias num sistema de som de carro e que vão desde a simples prova de continuidade de um fio ou bobina até as tensões que chegam a um toca-fitas ou amplificador. Para estes instaladores um multímetro simples do tipo A ou B atende perfeitamente às principais necessidades.

 

h) O estudante e hobista

Os que realizam montagens eletrônicas de todos os tipos, quer seja como parte de um curso de eletrônica quer seja para seu próprio uso precisam de um multímetro: se algo vai mal, ou se um equipamento apresenta defeito em dado momento, a medida de tensão, teste de componentes são os pontos de partida para sanar os defeitos e isso pode ser feito com o multímetro. Para estes, os tipos simples de A até C satisfazem, mas se o estudante ou hobista pretende se profissionalizar o investimento num multímetro melhor é recomendado.

 

Na verdade, tanto para este grupo como para os demais, a possibilidade de se ter um segundo multímetro, normalmente do tipo A ou B, pode ser muito interessante para a realização de medidas simultâneas.

 

CLASSIFICANDO OS MULTÍMETROS

No item anterior classificamos os multímetros em categorias de A até E, mas não dissemos exatamente o que cada um deve ter para se enquadrar numa delas.

Vejamos então o que entendemos por um multímetro da categoria A, B, C, etc.

 

a) Multímetro tipo A

O multímetro do tipo A é o mais simples, analógico, com uma sensibilidade de 1 000 a 5 000 ohms por volt conforme mostra a figura 7.

 


 

 

 

Este multímetro possui de duas a quatro escalas de tensões contínuas, duas a quatro escalas de tensões alternadas, uma ou duas escalas de resistências e uma ou duas escalas de resistências. Operando com uma ou duas pilhas pequenas, eventualmente ele pode incluir um provador de continuidade ou um injetor de sinais. As escalas de tensões permitem medidas com fundo de escala entre 3 e 1 000 volts tipicamente.

 

b) Multímetro do tipo B

Temos aqui um multímetro de tipo intermediário que pode ser obtido a um custo bastante acessível. Sua sensibilidade estará entre 5 000 e 10 000 ohms por volt nas escalas de tensões contínuas que podem variar de 3 a 5. As escalas de tensões alternadas também podem variar de 3 a 5 possibilitando a medida de até 1 500 Volts.

 

As escalas de resistências vão de 2 a 4 e sua operação se faz a partir de pilhas comuns. Na figura 8 temos um multímetro deste tipo.

 


 

 

 

c) Multímetro do tipo C

Na escala de multímetro, este já é um instrumento de uso profissional com recursos que permitem analisar a maioria dos circuitos eletrônico e testar muitos componentes. Com uma sensibilidade na faixa dos 10 000 aos 50 000 ohms por volt, além de diversas escalas de tensões, correntes e resistências é normal encontrarmos outras escalas importantes como a de teste de pilhas e baterias sob carga, escalas de decibéis, e mesmo ganho de transistores. Para este multímetro já temos alguns tipos digitais de baixo custo com excelente sensibilidade. Os tipos de 3,5 dígitos com 3 ou 4 escalas de resistências, tensões e correntes são exemplos de multímetros digitais desta categoria. Na figura 9 temos um exemplo de multímetro analógico que se enquadra nesta categoria.

 

 


 

 

 

d) Multímetro do tipo D

Trata-se sem dúvida do instrumento do profissional da eletrônica e nesta categoria podemos ter representantes tanto analógicos como digitais.

Os tipos analógicos possuem sensibilidade de 50 000 a 100 000 ohms por volt, enquanto que o número de escalas de cada grandeza pode superar 5. As escalas de resistências são igualmente numerosas e podemos encontrar recursos para medir diversas outras grandezas tais como ganhos de transistores, isolamento, decibéis, fazer teste de pilhas e até medir frequências.

Para os digitais pode-se ir além com o acréscimo de funções como a medida de frequências e eventualmente capacitâncias. O teste de transistor é normal nos multímetros digitais deste grupo. Na figura 10 temos um exemplo de um multímetro digital que se enquadra neste grupo.

 


 

 

 

Um recurso interessante que podemos encontrar neste tipo de multímetro é a indicação por escala de barra móvel (bargraph) que simula no cristal líquido o movimento de um ponteiro. Isso é interessante porque muitos testes são baseados não na indicação numérica que se obtém, mas sim no tipo de movimento que o ponteiro realiza.

 

e) Multímetro do tipo E

Chegamos ao final da lista, o que significa que para os representantes deste grupo não há limite para as sofisticações que podemos encontrar.

Para os multímetros analógicos deste grupo, temos o recurso do circuito eletrônico interno, que os torna "multímetros eletrônicos" com as mesmas características dos digitais com sensibilidades elevadíssimas. O número de escalas é igualmente grande e temos também as grandezas adicionais que podem ser medidas.

Para os digitais temos uma ampla gama de tipos que contém todos os recursos que os profissionais e mesmo os amadores podem desfrutar. Na verdade, dia a dia, os preços dos instrumentos desta categoria vem caindo o que os está tornando cada vez mais acessíveis. Dentro os recursos que se destacam nos mais sofisticados temos a possibilidade de se medir frequências, indutâncias, capacitâncias. realizar testes de transistores comuns e de efeito de campo, analisar níveis lógicos, injetar sinais de frequências programas compatíveis com computadores do tipo PC, realizar provas de continuidades simples como as que são interessantes nos testes de cabos e de conectores, além de eletrodomésticos e muitas outras. Na figura 11 temos um multímetro digital desta categoria.

 

 


 

 

 

CONCLUSÃO

Evidentemente, sabendo que existem tantos tipos de multímetros e que eles podem realizar tantas medidas, os leitores que ainda não possuem um multímetro devem estar com água na boca. Mas, mesmo os que possuem este instrumento, podem estar agora olhando para aquele "reloginho" perguntando-se de maneira aborrecida:

 

- Se você faz tudo isso, mas não me diz como, de que maneira posso usá-lo?

De fato, o grande problema da maioria dos leitores não é propriamente ter um multímetro, que se torna cada vez mais acessível. O problema maior é saber usá-lo!

Evidentemente, num artigo ou mesmo no espaço que temos nesta revista não podemos ensinar aos leitores todas as milhares de utilidades do multímetro.

Podemos ir "aos poucos" ensinando o leitor como usar melhor seu instrumento, mas isso não é suficiente para quem tem pressa. Assim, para os leitores que desejam saber como tirar o máximo de proveito de seu precioso instrumento, estamos anunciando para breve o lançamento de nosso livro "TUDO SOBRE MULTÍMETROS" onde todo que o leitor deseja saber sobre este instrumento será abordado. Da escolha ao manejo; dos testes de todos os componentes ao teste de circuitos, do uso na oficina ao uso no lar e no carro, tudo isso será abordado em linguagem simples e objetiva com muitas ilustrações. (Na seção de instrumentação do nosso site o leito vai encontrar muitos artigos sobre o uso do multímetro.)

 

 

 

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