Toginho Filho, D. O.; Zapparoli, F. V. D.; Pantoja, J. C. S.;Laureto, E; Catálogo de Experimentos do Laboratório Integra do de Física Geral Departamento de Física Universidade Estadual de Londrina, Janeiro de 2009.
Uso do multímetro
1 - Introdução
Existem vários instrumentos utilizados para a medição de grandezas elétricas, como diferença de potencial (tensão), corrente elétrica e resistência elétrica. Os nomes destes instrumentos derivam das unidades das grandezas que cada instrumento mede, sendo respectivamente, voltímetro, amperímetro e ohmímetro.
O multímetro é um instrumento que tem a capacidade de realizar a medida de duas ou mais das grandezas acima mencionadas. São conhecidos dois métodos de aquisição dos dados e de afixação dos resultados em um multímetro, que definem se o multímetro é do tipo analógicos ou digital. A maioria dos aparelhos apresenta outras funções como teste de diodo, medidor de continuidade, medidor de transístores, etc.
2 – Informações gerais
Por ser um instrumento de precisão, devem ser tomados todos os cuidados para sua preservação, evitando pancadas, colocação de objetos sobre o instrumento, queda sobre a bancada de trabalho ou mesmo no chão.
Ao realizar uma medida com o multímetro, se não houver uma estimativa do valor da grandeza a ser medida, deve ser utilizada inicialmente a escala de maior valor. Ao ser constatada a ordem de grandeza da medida, uma escala de maior precisão pode ser selecionada.
3 – Especificações
As especificações gerais e elétricas de multímetros dependem da qualidade e dos modelos dos equipamentos. Estas informações devem ser utilizadas de acordo com os manuais de operação de cada instrumento.
Multímetro analógico
Antes de qualquer leitura, a escala analógica do multímetro deve ser “zerada”. Este procedimento é realizado unindo as pontas de prova do multímetro e ajustando o eixo do galvanômetro.
Nos multímetros analógicos a polaridade do sinal DC a ser medido é importante, pois se as
conexões estiverem invertidas, a agulha do galvanômetro será defletida na direção contrária, podendo ser danificada.
A leitura de uma medição em um multímetro analógico segue o método de leitura em escalas analógicas. O valor da grandeza medida x é obtida de uma relação de proporcionalidade entre a amplitude máxima da escala utilizada A, o número de divisões desta escala N, e o número n de divisões indicadas na leitura pelo agulha do galvanômetro:
N n A
x , ou seja, A N
x n (1)
O valor da grandeza obtido com uma única medição, apresenta uma incerteza do tipo B. A incerteza pode ser estimada como sendo a metade da menor divisão da escala do equipamento utilizado. No entanto, a estimativa da incerteza pode ser melhorada se com uma avaliação visual for possível considerar uma fração da menor divisão da escala, feita mentalmente por quem realiza a medição.
Como exemplo de leitura, é apresentada na Figura 1, a escala analógica de um multímetro, indicando uma medição.
Figura 1 – Ilustração da leitura em um multímetro de escala analógica.
Consideremos a escala ACV (tensão em corrente alternada), os valores lidos de A, N e n são:
V
A250 ; N50; n22,5
Aplicando estes valores na expressão (1),
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Uso do multímetro
considerando as regras de operações com algarismos significativos, e a incerteza estimada visualmente de metade da menor divisão da escala, temos a leitura da tensão:
V x 250 112,5 2,5
50 5 ,
22
Multímetro digital
Nos multímetros digitais também deve ser observada a polaridade das conexões, pois o instrumento permite saber o sentido da corrente num determinado circuito e a polarização da tensão. Se as conexões forem invertidas, o display indicará o valor com polaridade contrária ao valor real. No entanto, esta inversão das conexões não acarreta dano ao equipamento.
A leitura em um multímetro digital é direta, a partir do valor apresentado pelo display digital do equipamento, com a unidade da escala selecionada (ou indicada no display).
A obtenção da incerteza depende da precisão do equipamento, considerando as informações existentes no manual de instruções. Como exemplo, consideremos a leitura indicada no display apresentado na Figura 2, sendo utilizada a escala de 20 volts DC de um multímetro digital de 3.1/2 dígitos. Neste exemplo, as especificações elétricas da escala de 20 volts DC são: resolução de 10 mV e precisão de 0,5 % + 2 dígitos.
Figura 2 – Ilustração da leitura em um display de multímetro digital.
A incerteza total da medida é a soma de dois fatores:
B A
O fator A é resultante do produto do valor da leitura pela incerteza em percentual indicado no manual do equipamento, considerando o número correto de algarismos significativos:
0.03 0.03125
% 5 . 0 25 .
6
A
O fator B é a incerteza no dígito da última casa decimal mostrada no display, valor este indicado no manual de instruções do equipamento para cada escala.
Em nosso exemplo, o fator B é 2 dígitos, ou seja:
02 .
0 B
Assim, a leitura completa da medida é:
V 05 . 0 25 . 6 ) 02 . 0 03 . 0 ( 25 .
6
4 – Procedimento de medição
4.1 – Medição de tensão elétrica
A tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) entre dois pontos de um circuito. A medida de tensão sobre um circuito elétrico ou elemento de circuito, é feita com o multímetro em paralelo, conforme diagrama apresentado na Figura 3.
Figura 3 – Diagrama de ligação para medição de tensão elétrica, sendo a diferença de potencial aplicada, R o resistor e V o voltímetro.
Um erro que não deve ser cometido é o de chamar a tensão de voltagem, pois o Volt é a unidade de medida e tensão elétrica é a grandeza física .
Por ser ligado em paralelo ao circuito, o voltímetro ideal deveria ter resistência interna infinita, para que a corrente que circula por ele seja nula. No entanto, o medidor real que utilizamos no laboratório tem uma resistência muito grande, mas não infinita (da ordem de M).
4.2 – Medição de corrente elétrica
A intensidade de corrente elétrica que percorre um circuito é definida pela carga que atravessa a seção reta do circuito, por unidade de tempo. Para realizar a medida da intensidade de corrente, o amperímetro é ligado em série com o circuito, de tal forma que a corrente elétrica que percorre o circuito e o
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Uso do multímetro
amperímetro seja a mesma, conforme diagrama apresentado na Figura 4.
Um erro que deve ser evitado é o de chamar a corrente elétrica de amperagem, pois o Ampere é a unidade de medida e corrente elétrica é a grandeza física.
Figura 4 – Diagrama de ligação para medição de corrente elétrica, sendo a diferença de potencial aplicada, R o resistor e A o amperímetro.
Por ser ligado em série com circuito, o amperímetro ideal deveria ter resistência interna nula, para que esta não altere a corrente que circula pelo circuito. No entanto, o medidor real que utilizamos no laboratório tem uma resistência muito pequena, mas não nula (da ordem de m).
4.3 – Medição de resistência elétrica
Para medir a resistência elétrica de um dispositivo, o ohmímetro é conectado aos terminais do dispositivo. O valor da resistência elétrica medida é resultado da aplicação da lei de Ohm à intensidade de corrente que atravessa o dispositivo e a diferença de potencial aplicada aos seus terminais. Estes valores são processados internamente pelo equipamento, apresentando o valor da resistência. A corrente elétrica que passa pelo dispositivo é resultante da tensão aplicada pelo gerador interno do equipamento.
É importante lembrar que o componente ou dispositivo é chamado de resistor, não devendo ser confundido com a propriedade física que o representa, que é a resistência elétrica.
Figura 5 – Diagrama de ligação para medição de resistência elétrica, sendo R o resistor e ohmímetro.
Referências Bibliográficas
1. João Baptista Domiciano, Klemensas Rimgaudas Juraitis, “Introdução à Física Experimental”, Departamento de Física, Universidade Estadual de Londrina, 2003.
2. Vuolo, J. H., "Fundamentos da Teoria de Erros", Ed Edgard Blúcher, São Paulo, 1992.
