CURSO DE INTRUMENTAO

ELETRNICA

MULTMETROSNEWTON C. BRAGA

VOLUME I

Rua Jacinto Jos de Arajo, 315/317 - Tatuap CEP.: 03087-020 - So Paulo - Brasil (0 XX 11) 296-5333 www.sabereletronica.com.br rsel@edsaber.com.brMULTMETROS 1

Copyright by EDITORA SABER LTDA. - FEV / 2000 1 edio

REVISO TCNICA: Eng. Eutquio LopezTodos os direitos reservados. Proibida a reproduo total ou parcial, por qualquer meio ou processo, especialmente por sistemas grficos, microflmicos, fotogrficos, reprogrficos, fonogrficos, videogrficos, atualmente existentes ou que venham a ser inventados. Vedada a memorizao e/ou a recuperao total ou parcial em qualquer parte da obra em qualquer programa jusciberntico atualmente em uso ou que venha a ser desenvolvido ou implantado no futuro. Essas proibies aplicam-se tambm s caractersticas grficas da obra e sua editorao. A violao dos direitos autorais punvel como crime (art. 184 e pargrafos, do Cdigo Penal, cf. Lei n 6.895, de 17/12/80) com pena de priso e multa, conjuntamente com busca e apreenso e indenizao diversas (artigos 122, 123, 124, 126 da Lei n 5.988, de 14/12/73, Lei dos Direitos Autorais.

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APRESENTAO De todos os aparelhos destinados realizao de medidas eltricas, o Multmetro, VOM, Volt-Ohm-Miliampermetro ou Multister o que apresenta a maior quantidade de aplicaes prticas. claro que muitos (dos leitores) , ao ouvirem falar em multmetro pela primeira vez, logo pensam naquele aparelhinho que o tcnico de rdio ou TV carrega por toda parte, se bem que ele no tenha seu uso restrito ao mundo da Eletrnica. Na verdade, nem todos os tcnicos sabem explorar todas as possibilidades desse instrumento, e muito menos os no-tcnicos sabem como ele poderia ser til em outros setores de atividade. Se escrever um livro que ensine o tcnico, o estudante e o hobista como escolher, usar e montar um multmetro importante, muito mais o faz-lo em relao s pessoas que no tenham ligao com a Eletrnica. Podemos ento, fazer uma separao entre os possveis usurios dos multmetros, mas que em ltima anlise podem fundir-se num grupo s, o dos leitores deste livro: a) os tcnicos, estudantes e hobistas ligados Eletrnica, que tero informaes importantes de como comprar o multmetro certo para seu tipo de atividade; como us-lo com todos os seus recursos na deteco de falhas, provas de componentes e ajustes e, finalmente, como montar um multmetro simples de baixo custo e outros equipamentos, que ajudem a melhorar ainda mais o desempenho desse instrumento. b) O eletricista ou mecnico de automvel que encontra no veculo hoje, mais do que nunca, muitas partes eltricas e eletrnicas, cuja deteco de falhas pode ser feita com muito mais facilidade com o auxlio de um multmetro. c) O instalador domstico ou hobista, aquele que gosta, no fim de semana, de mexer na instalao eltrica do lar, consertar eletrodomsticos ou mesmo investigar a parte de eltrica do seu carro. Com a ajuda do multmetro tudo ficar mais fcil e, principalmente, mais seguro. d) O profissionais de reas mais distantes da Eletrnica, mas que dela dependem em muitos aspectos, como os mdicos, que podem se ver diante de problemas de funcionamento de seus equipamentos; os porteiros e zeladores de prdios, que podem ter que enfrentar problemas repentinos com a parte eltrica dos imveis em que trabalham, etc. Enfim, a utilidade do multmetro pode ser comparada quela de uma chave de fendas, sem exagero. Quantas vezes, problemas difceis s podem ser resolvidos com a ajuda desta simples ferramenta? Quantas vezes uma pane de natureza eltrica s ser descoberta com a ajuda de um multmetro? Se voc ainda no acredita em tudo que um simples instrumento como o multmetro pode fazer, ento leve em conta que pudemos escrever um livro sobre o assunto e no abordamos completamente ele, o que sem dvida, capaz de fazer. Damos, a seguir, uma pequena amostra de algumas coisinhas do que ele capaz e o restante ficar por sua prpria conta... Mas, lembre-se: o multmetro o mais completo de todos os instrumentos eletrnicos. Se com ele no podemos afirmar que resolvemos 100% dos problemas eltricos, com certeza, sem ele, menos de 10% dos problemas podem ser encontrados.

Newton C. Braga

MULTMETROS

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NDICE VOLUME IAPLICAES POSSVEIS PARA O MULTMETRO ......05 O QUE UM MULTMETRO .........................................07 COMO FUNCIONA O MULTMETRO ...............................07 O MULTMETRO ANALGICO POR DENTRO .............13 O MULTMETRO DIGITAL ..............................................13 COMO ESCOLHER UM MULTMETRO .........................15 ESCOLHENDO O MULTMETRO ..................................16 MULTMETRO TIPO A - ANALGICO ...........................16 MULTMETRO TIPO B - ANALGICO OU DIGITAL ..........17 MULTMETRO TIPO C - ANALGICO OU DIGITAL .......17 MULTMETRO TIPO D - ANALGICO OU DIGITAL .........17 MULTMETRO TIPO E - ANALGICO OU DIGITAL ..........17 ANALGICO OU DIGITAL .............................................17 COMO USAR O MULTMETRO .....................................18 AS UNIDADES ELTRICAS ...........................................19 LEITURA DE ESCALAS NOS ANALGICOS ...............20 MEDIDAS DE RESISTNCIAS ......................................21 RESISTNCIA DIRETA E RESISTNCIA INVERSA ......23 MEDIDAS DE TENSES ...............................................24 MEDIDAS DE CORRENTES ............................................28 AS UTILIDADES DO MULTMETRO ..............................29 O MULTMETRO NO TESTE DE COMPONENTES.........30 PROVA DE FUSVEIS .....................................................30 PROVA DE INTERRUPTORES ..................................31 PROVA DE LMPADAS INCANDESCENTES ............32 PROVA DE CONDUTORES SIMPLES (FIOS) ..........35 PROVA DE CONDUTORES MLTIPLOS (CABOS) ........36 PROVA DE CONDUTORES - FUGAS TERRA ............38 PROVA DE ALTO-FALANTES .................................38 PROVA DE LDRs .............................................39 PROVA DE RESISTORES .....................................40 PROVA DE TRIMPOTS E POTENCIMETROS ...........42 PROVA DE BOBINAS ..............................................44 PROVA DE FONES DE OUVIDO ..................................45 PROVA DE TRIMMERS .................................46 PROVA DE TRANSFORMADORES .............................47 PROVA DE CURTO COM A CARCAA ........................48 IDENTIFICAO DE ENROLAMENTOS DE UM TRANSFORMADOR ........................................48 PROVA DE CAPACITORES VARIVEIS ........................49 IDENTIFICAO DE TOMADAS DE TRANSFORMADORES ............................................50 PROVA DE CAPACITORES ELETROLTICOS ...............51 PROVA DE CAPACITORES DE 10 nF A 1F .................524

PROVA DE BOBINAS DE GRANDE INDUTNCIA ........53 PROVA DE CAPACITORES DE 1 pF A 10 nF ................54 PROVA DE PILHAS ....................................................... 55 PROVA DE FILAMENTOS DE VLVULAS ......................55 PROVA DE REED-SWITCHES .............................57 PROVA DE LEDs ........................................58 PROVA DE MOTORES DE CORRENTE CONTNUA E DE MOTORES DE PASSO .......................59 PROVA DE RELS ...........................................59 VERIFICAO DA SENSIBILIDADE DE UM REL .......61 PROVA DE INSTRUMENTOS DE BOBINA MVEL ......62 PROVA DE DIODOS ..........................................64 PROVA DE ZENERS ............................................65 PROVA DE TRANSISTORES UNIJUNO .........66 PROVA DE TRANSFORMADORES DE FI E RF ..........67 PROVA DE TRIACs ..........................................69 MEDIDAS DE SENSIBILIDADE E MANUTENO EM SCRs ..........................................69 IDENTIFICAO DE TERMINAIS DE SCRs .................71 PROVA DE SCRs ...........................................72 IDENTIFICAO DE TERMINAIS DE TRANSISTORES UNIJUNO .............................74 PROVA DE NTCs ............................................75 PROVA DE FLY-BACKs ....................................75 IDENTIFICAO DOS ENROLAMENTOS ..............76 PROVA DE CABEAS GRAVADORAS E LEITORAS .....76 IDENTIFICAO DE TERMINAIS DE FETs ............77 PROVA DE FETs (DE JUNO) ...................................78 PROVA DE TRANSISTORES BIPOLARES ............79 PROVA DE TRANSISTORES BIPOLARES NO CIRCUITO ............................................................81 COMPARAO DE GANHO DE TRANSISTORES .............................................81 IDENTIFICAO DE TERMINAIS DE TRANSISTORES ........................................83 PROVA DE PONTES RETIFICADORAS ....................84 PROVA DE FOTOTRANSISTORES .....................85 PROVA DE FOTOCLULAS ..............................86 PROVA PARA TRANSISTORES COMO FOTOCLULAS .......................................87 PROVA DE FONOCAPTORES E MICROFONES MAGNTICOS .......................................87 COMPONENTES QUE NO PODEM SER PROVADOS COM O MULTMETRO .......................87CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

INTRODUO

APLICAES POSSVEIS PARA O MULTMETRO(Levando-se em considerao os tipos mais comuns de baixo custo - analgicos ou digitais - com apenas 3 grandezas medidas - tenses, correntes e resistncias)

NO CARRO Provas de fusveis, baterias, lmpadas, rels, alternadores, diodos, reguladores de tenso, instrumentos de painel, antenas, bobina de ignio, cabos de sistemas eletrnicos, sistemas de som, rdio, toca-fitas, alarmes, sistemas de abertura de vidros, ajustes diversos.

NA OFICINA DE ELETRNICA Provas de: condutores, cabos, fusveis, resistores, chaves, capacitores, lmpadas, tr impots e potencimetros, indutores, transformadores, pilhas, baterias, diodos, LEDs, zeners, transistores, FETs, UJTs, IGBts, SCRs, TRIACs, DIACs, circuitos integrados, alto-falantes, fones, microfones, LDRs, fototransistores, instrumentos, vlvulas, rels, solenides, trimmers, padders, etc. Provas de circuitos, ajustes em aparelhos diversos como transmissores e amplificadores.

NO COMPUTADOR E EM ELETRNICA DIGITAL Teste de cabos, conectores, medidas de tenso, verificao de sinais, componentes dos circuitos, placas, monitores de vdeo, fontes, supressores, no-breakes, etc.

NO LAR E NA OFICINA DE ELETRODOMSTICOS Provas de motores, fusveis, instalaes eltricas, campainhas, porteiros eletrnicos, transformadores, furadeiras e outras ferramentas, ferros de passar, aquecedores de ambiente, condicionadores de ar, cabos de antena de TV , parablicas, lmpadas, busca de curtos e fugas, pilhas, brinquedos, verificao de instalaes, pra-raios, interfones, telefones, etc. NO LABORATRIO DE ELETRNICA Provas de equipamentos profissionais, mdicos e industriais, aparelhos de comunicaes, circuitos eletrnicos diversos, medidas de tenses muito altas, aparelhos de pesquisa cientfica, determinao de ressonncia, oscilao, etc.5

NA INDSTRIA Na manuteno de equipamentos industriais, o multmetro um instrumento indispensvel ajudando o tcnico a encontrar rapidamente qualquer problema em mquinas, instalaes e em muitos outros casos.MULTMETROS

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VOLUME 1

O QUE UM MULTMETRO

Os tcnicos o chamam tambm de multiteste, VOM (Volt-Ohm-Miliampermetro), Ohmiter ou simplesmente tester (testador) pela sua capacidade de testar componentes e circuitos, mas o multmetro muito mais do que isso. Em eletricidade existem trs grandezas bsicas que o multmetro mede com preciso, e baseados nelas podemos empregar este instrumento numa infinidade de aplicaes.

tante barato o digital, mostrado na caes desses instrumentos em sua figura 2. verses bsicas, tanto analgica como Neste multmetro, os valores das digital. grandezas que so medidas so mostrados por meio de dgitos de 0 a 9. O nmero de dgitos pode variar COMO FUNCIONA de 3 1/2 a 8 ou 9, e a O MULTMETRO seleo das escalas feita por uma chave no A base de funcionamento do mulpainel ou botes num tmetro analgico o instrumento inteclado. dicador de bobina mvel, cujo aspecExiste uma extento interno mostrado na figura 3. sa faixa de tipos e moDe acordo com a figura, uma bobidelos (que sero aborna de fio esmaltado muito fino, na fordados mais adiante) ma de retngulo, apoiada em dois que permitem uma eseixos e fixada entre os plos de um colha segundo a disforte im permanente em forma de As trs grandezas ponibilidade financeira ferradura. bsicas que o multmede cada um e tambm Os movimentos da bobina so litro mede so: o tipo de trabalho a ser mitados por um par de molas espirais, Tenso eltrica, que realizado. O importanque tambm servem para fazer o con medida em volts, te para o tato eltrico da bobiFigura 1 Corrente eltrica pratina com o circuito exque medida em ampres; cante de eletrnica, eleterno. Resistncia eltrica, que medida tricista, mecnico ou Quando uma corem ohms. ainda tcnico de compurente circula pela botadores saber que bina, aparece um O tipo mais comum de multmetro qualquer que seja o mulcampo magntico o analgico fazendo uso de um inditmetro, as grandezas que interage com um cador de bobina mvel. Seu aspecto que ele pode medir, de campo do im, de mostrado na figura 1. algum modo sero immodo a haver uma Conforme podemos ver, sobressai por tantes na constafora que tende a gio instrumento indicador onde existem tao do estado de cirrar o conjunto. diversas escalas para as grandezas cuitos e dispositivos de O movimento da que so medidas. sua rea de atuao. bobina ento limitaA seleo das grandezas que poComo a finalidade do pela ao da mola. dem ser medidas ou das escalas, deste livro ensinar a O giro desta bobifeita por uma chave seletora ou ainda usar o multmetro de na ser proporcional pela troca das posies dos pinos das bobina mvel e tambm ao campo magntico pontas de prova. o digital, comeamos criado que, por sua Um tipo mais avanado, mas tampelo princpio de funcivez, proporcional Figura 2 bm igualmente comum e hoje basonamento e pelas aplicorrente que passaMULTMETROS 7

pela bobina. Fixando um ponteiro neste conjunto, podemos faz-lo correr sobre uma escala que poder ser graduada diretamente em termos da corrente que circula pela bobina. Este conjunto bsico portanto um sensvel medidor de correntes. A unidade de corrente eltrica o ampre (abreviado por A), mas as correntes da ordem de ampres so fortes demais para poderem ser medidas diretamente por este delicado instrumento. Assim, as escalas dos instrumentos so normalmente especificadas em termos de milsimos de ampere ou milionsimos de ampre. Os milsimos de ampre so denominados miliampres e abreviados por mA, enquanto que os milionsimos de ampre so chamados de microampres e abreviados por A. Os instrumentos que encontramos nos multmetros analgicos so miliampermetros ou microampermetros, pois so sensveis o bastante para darem uma indicao de corrente desta ordem. A especificao de um instrumento dada pela corrente que causa a movimentao da agulha at o final da escala. Dizemos que esta a corrente de fundo de escala do instrumento. Corrente de fundo de escala: corrente que causa a movimentao da agulha at o final da escala ou corrente mxima que o instrumento pode medir. Para os multmetros analgicos comuns so tpicos os seguintes valores de instrumentos usados: 0 - 50 A 0 - 100 A 0 - 200 A 0 - 1 mA Veja ento que, quanto menor for o valor do fundo de escala do instrumento usado no seu multmetro mais sensvel ele , pois menor a corrente que ele pode medir. Na realidade, a sensibilidade no ser especificada propriamente em funo do fundo de escala do instrumento, mas sim em funo de outra grandeza que decorre desta, conforme veremos mais adiante.8

Figura 3

A especificao de fundo de escala de um instrumento ser importante no momento em que voc resolver montar algum equipamento que o use. Um princpio importante da Fsica nos mostra que no podemos medir nenhuma quantidade sem afet-la por isso. Para medir a temperatura de um corpo, um termmetro, na realidade extrai um pouco de calor deste corpo modificando sua temperatura, conforme sugere a figura 4. Quando usamos um instrumento de bobina mvel para medir a corrente num circuito, esta corrente tem sua intensidade afetada, porque o instrumento representa uma resistncia que a reduz. Voc deve ter percebido que um instrumento ser tanto melhor quanto menor for a resistncia de sua bobina, pois assim sua influncia na corrente que est sendo medida tambm ser menor. Na figura 5 mostramos o smbolo usado para representar um instrumento de bobina mvel. comum representar sua resistncia interna (resistncia da bobina) ao lado do smbolo. Junto ao smbolo encontramos a indicao dos limites da escala ou seja, o valor mnimo (normalmente zero) e o valor mximo (fundo de escala). Pelo que o leitor deve ter percebido, o uso de um instrumento nesta forma muito simples: para medir uma corrente, tudo que temos de fazer for-la a circular por este instrumento, ou seja, devemos lig-lo em srie com o circuito.

Na figura 6 mostramos de que modo podemos usar este instrumento para medir a corrente que circula por uma lmpada ligada a uma pilha. Observe que tanto faz ligar o instrumento antes ou depois da lmpada, pois um circuito eltrico, como o nome diz, um percurso fechado e em todos os seus pontos a intensidade que vamos medir a mesma. Como mostra a figura 7, em todos os pontos, no importa se mais longe ou mais perto da lmpada ou pilha, a corrente ser sempre a mesma. Circuito fechado - A corrente tem a mesma intensidade em todos os seus pontos.Figura 4

Figura 5

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Figura 6

Figura 7

Mas, e se a corrente que quisermos medir tiver uma intensidade maior do que a do fundo de escala do instrumento? Suponhamos que queremos medir a corrente de uma lmpada em torno de 50 mA usando um instrumento de 1 mA. Como proceder? Neste ponto comea a amadurecer a idia de um multi-instrumento, ou seja, um instrumento capaz de medir mais correntes do que a alcanada pelo uso do instrumento sozinho. Para medir intensidades de correntes maiores do que a alcanada pelo simples instrumento, o que fazemos desviar o excesso de corrente (de modo conhecido) por um elemento externo denominado shunt.

Conforme mostra a figura 8, o shunt consiste numa resistncia de valor conhecido que desvia uma proporo conhecida da corrente do circuito para que o fundo de escala do instrumento seja ampliado. Se ligarmos um shunt que desvie 90% de uma corrente de modo que s 10% da corrente passe pelo instrumento, para cada 10 mA de corrente total, 1 mA passa pelo instrumento e 9 mA pelo shunt. Assim, quando o instrumento indicar 1 a corrente ser 10, quando indicar 2 a corrente ser 20, e assim por diante. Podemos ampliar em 10 vezes a escala de um instrumento com o uso de tal recurso. Com um shunt que desvie 99% da corrente podemos ampli-

ar em 100 vezes a escala, ou seja, podemos usar um instrumento que alcance apenas 1 mA para medir correntes de at 100 mA. A figura 9 ilustra como podemos medir os 100 mA da lmpada usando um miliampermetro de apenas 1 mA de fundo de escala, com a ajuda de um shunt. O clculo do valor do shunt no difcil. Ele ser abordado mais adiante. Shunt - Resistncia de pequeno valor que ligada em paralelo com um instrumento para ampliar sua escala de corrente - o mesmo que resistncia de derivao. Se quisermos ter um instrumento capaz de medir correntes em diversas faixas, podemos utilizar diversos shunts de valores apropriados, que sero colocados em ao no momento oportuno. Na figura 10 temos duas maneiras de fazer isso com facilidade, obtendo com isso um multi-ampermetro. No primeiro caso (a) os shunts so comutados por meio de uma chave. A cada posio da chave multiplicamos por 10 o alcance do instrumento. Se tivermos um microampermetro de 0-100 A, por exemplo, podemos ter as novas escalas de: 0 - 1 mA 0 - 10 mA 0 - 100 mA

Figura 8

Figura 9

No segundo caso (b) , a escolha de escala feita pela posio em que so ligados os elementos de prova. Veja que esta configurao mais complexa devido ao fato de que os percursos que a corrente faz nos diversos casos incluem todos os elementos do circuito. Pois bem, j sabemos como medir correntes em vrias escalas, mas o verdadeiro multmetro faz muito mais, pois mede outras grandezas, como a9

MULTMETROS

Figura 10

Como a bobina do instrumento j tem 100 ohms, tudo o que fazemos ligar em srie um resistor de 900 ohms, veja a figura 12. Fazemos ento com que 90% da tenso fique sobre o resistor e 10% sobre o instrumento, multiplicando assim por 10 seu fundo de escala. O resistor que ligado em srie com o instrumento para multiplicar seu alcance denominado multiplicador. O instrumento que obtemos desta forma para a medida de tenso ser denominado voltmetro, pois as tenses so medidas numa unidade denominada volt (V). Resistncia multiplicadora - Resistncia ligada em srie com o instrumento indicador num voltmetro. Se o resistor representar 99% do valor da resistncia total e o instrumento 1%, a escala ser multiplicada por 100. Se o instrumento for o que tomamos como exemplo, poderemos uslo para medir tenses de at 10 V. Do mesmo modo que fizemos no caso do ampermetro, tambm poderemos ter um multi-voltmetro, se pudermos ligar a qualquer momento em srie com o instrumento, resistncias multiplicadoras de valores apropriados. Na figura 13, temos as duas maneiras normais de fazer isso. No primeiro caso usamos uma chave seletora e no segundo caso a

Figura 11

tenso eltrica e tambm a resistncia. Para medir a tenso podemos partir diretamente do nosso instrumento bsico, sem qualquer componente adicional. De fato, se considerarmos a corrente de fundo de escala (I) e a resistncia da bobina (R) vemos que existe um valor de tenso que, aplicado ao conjunto, causa a deflexo total da agulha. Este valor dado pela Lei de Ohm. V=RxI Se tivermos um instrumento de 0 1 mA, por exemplo, de resistncia interna 100 ohms, vemos que a tenso que movimenta a agulha at o final da escala ser: V = 0,001 x 100 V = 0,1 volt Este instrumento pode ser usado tambm como um voltmetro de 0 - 0,1 V (100 mV) com a nica diferena de que, para a medida da tenso, ele deve ser ligado em paralelo com o circuito, como mostra a figura 11, e no em srie, como no caso da medida de correntes. Para medir tenses, ligamos entre os plos do circuito o instrumento de10

modo que ele fique submetido tenso que deve ser medida. Neste ponto, podemos tambm pensar em ampliaes de escala, pois podemos desejar medir tenses maiores que 0,1 V. Conforme percebemos, a soluo do problema tambm consiste em mudar a resistncia do circuito de modo que a corrente de fundo de escala seja obtida com uma tenso maior. Supondo que desejamos medir a tenso de 1 V no fundo de escala com o mesmo instrumento, vemos que a resistncia apresentada deve ser: R = 1/0,001 R = 1000 ohms

Figura 12

Figura 13 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Figura 14

escolha da resistncia feita pela ligao em terminais apropriados da ponta de prova. Pronto! J temos um ampermetro e um voltmetro mltiplos, mas ainda temos uma outra unidade eltrica importante a ser medida: a resistncia. Para medir uma resistncia eltrica partimos de sua prpria definio: a oposio passagem da corrente. Se quisermos medir uma resistncia eltrica basta ento aplicar uma tenso nesta resistncia de modo que uma corrente seja forada a circular. Pela intensidade desta corrente podemos ter uma idia da sua resistncia: se a corrente for intensa porque a resistncia pequena, e se a corrente for reduzida porque a resistncia elevada. Para medir a resistncia precisamos ento, alm do instrumento que mede a corrente, que j temos, uma fonte de energia (uma pilha ou bateria) para estabelecer a tenso no circuito ou componente que deve ser medido. O circuito bsico de um ohmmetro ento mostrado na figura 14, lembrando que o nome em questo vem de ohm ( ), que a unidade de resistncia. O elemento adicional, um trimpot de ajuste, tem uma finalidade importante que ficar clara nas prximas linhas. Vejamos ento como funciona este circuito de medida: Quando uma ponta de prova encostada na outra - o que corresponde a uma resistncia nula (0 ohm) - ajustamos o trimpot para que a corrente circulante (indicada pelo instrumento) seja mxima, ou seja, a corrente de fundo de escala.MULTMETROS

Figura 15

A separao das pontas de prova resulta numa resistncia infinita, no havendo portanto a circulao de corrente. A corrente zero. Temos ento para a resistncia uma escala completa que vai de 0 a infinito ( ), mas disposta ao contrrio, com o zero direita e o infinito esquerda, de acordo com a figura 15. Para os valores intermedirios podemos raciocinar da seguinte forma: supondo que o instrumento tomado como exemplo seja de 0-1 mA. Nestas condies, se a tenso de alimentao for de 1,5 V (uma pilha), para a corrente total (fundo de escala), precisamos que o circuito, tenha uma resistncia total de 1 500 ohms. Se formos medir com este instrumento uma

resistncia do mesmo valor, ou seja, 1 500 ohms, ela ser colocada em srie com o circuito conforme mostra a figura 16. A resistncia total passar a ser a soma, ou seja, 3 000 ohms, de modo que a corrente indicada pelo instrumento ser metade de 1 mA, ou 0,5 mA (500 A). O instrumento ter sua agulha deslocada at o centro da escala. Neste instrumento, a escala poder ser feita conforme mostra a figura 17 com uma resistncia de 1.500 ohms no centro. Para uma resistncia de 15 000 ohms, por exemplo, o que corresponde a uma resistncia externa de 13 500 ohms (1 500 ohms so do instrumento) teremos uma corrente de 1/10 do fundo de escala. O ponto que causa 1/10 da deflexo corresponde, portanto, a 15 000 ohms. Note que podemos ter com facilidade leituras na faixa central da escala que correspondem a mais ou menos 500 ohms a 5 000 ohms. E, se quisermos ter outras faixas de resistncias, como proceder? Neste caso tambm devemos proceder segundo o raciocnio empregado no caso de correntes e tenses. Para mudar o fundo de escala, o que podemos fazer alterar a corrente do instrumento ligando um shunt, conforme ilustra a figura 18. Se for colocado no circuito um shunt que multiplique o alcance do instrumento por 10 de modo que, no exemplo, ele passe de 0-1 mA para 010 mA, j teremos outras condies para a medida de resistncias. Veja que, para uma tenso de alimentao de 1,5 V (que se mantm), a resistncia total do instrumento passar a ser:

Figura 16

Figura 17 11

Figura 20

Figura 18

Figura 19

R = 1,5/0,01 R = 150 ohms Unindo as pontas de prova, a corrente de fundo de escala ser obtida com uma resistncia total de 150 ohms. O centro da escala ser obtido igualmente quando tivermos o dobro desta resistncia, o que significa agora uma resistncia total de 300 ohms, ou mais 150 ohms entre as pontas de prova. Na nova escala, o novo centro ser de 150 ohms e o ponto de 1/10 da deflexo tambm ficar dividido por 10, correspondendo portanto a 1350 ohms. Com mais uma multiplicao de corrente podemos chegar a um meio de escala de 15 ohms, mas isso no conveniente, pois a corrente que ser usada na prova ser elevada podendo tanto sobrecarregar o circuito em prova como tambm provocar o desgaste rpido das pilhas. E, se quisermos ter escalas mais altas de resistncias? Uma maneira consiste em se trabalhar com tenses mais altas. Se usarmos 15 V em lugar de 1,5 V, por exemplo teremos uma nova escala bsica de: R = 15/0,001 R = 15 000 ohms Para meia escala, o valor ser 30 000 ohms, o que corresponde a uma resistncia externa de 15 000 ohms.12 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Alguns instrumentos mais sensveis que possuem escalas de resistncias com centros de at 500 000 ohms utilizam duas baterias, uma de 1,5 V e outra de 15 V para suas escalas de resistncias. A de 1,5 V para as escalas mais baixas e a outra para as escalas mais altas. A combinao das escalas num nico instrumento tambm pode ser feita por meio de chaves ou pela troca dos pinos em que as pontas de prova so ligadas. Chegamos ento ao multiohmmetro, um medidor de resistncia com diversas escalas. Na figura 19 temos uma escala tpica de um multi-ohmmetro com centros em 5 kohms e 50 kohms. Combinando tudo, ou seja, o multivoltmetro, o multi-ampermetro com o multi-ohmmetro chegamos ao nosso instrumento final: o multmetro. Com um nico instrumento indicador podemos utilizar uma chave seletora de muitas posies ou ento um conjunto maior de pontos de ligao, e construir um multmetro. Um multmetro comum ter: Diversas escalas de correntes. Diversas escalas de tenses. Diversas escalas de resistncias. Os multmetros comerciais tm ainda outros recursos como, por exemplo, que permitem a medida de outras grandezas como tenses alternadas, dB, prova de continuidade, ganho de transistores, etc. No caso da medida de tenses alternadas, o que se faz acrescentar ao circuito um retificador formado por diodos de germnio (porque tm uma tenso de incio de conduo menor). Na figura 20 temos o diagrama completo de um multmetro analgico comercial com todos os componentes que permitem medir grandezas, tais como tenses, correntes e resistncias.

do com o tempo. Com este ajuste, zeramos o instrumento nas escalas de resistncias de modo que essas variaes de tenso no afetem muito o resultado das medidas.

O Multmetro Digital A diferena bsica entre o multmetro digital e o analgico est na maneira como o digital apresenta os resultados das medidas: na forma de nmeros ou dgitos. Na figura 22 temos o aspecto de um multmetro digital tpico com mostrador de 3 e 1/2 dgitos. Trs e meio significa que temos trs dgitos que podem assumir valores de 0 a 9 e um que pode mostrar apenas 0 ou 1, ou seja, corresponde a meio dgito. Assim, este multmetro pode mostrar valores de 0 a 1999. Desta forma, se colocarmos este multmetro numa escala de tenses que possa medir de 0 a 2 volts, na verdade ele vai indicar de 0 a 1,999. Da mesma forma, numa escala de resistncia de 0 a 200 ohms, ele vai indicar de 0000 a 199,9. Como funciona este instrumento? Na figura 23 temos um diagrama simplificado que representa este instrumento. O display de cristal lquido ligado a um contador que est ajustado para contar de 0 a 1999 numa velocidade constante, denominada velocidade de amostragem. Vamos supor, por exemplo, que desejamos medir uma tenso com este instrumento, uma tenso de 1,0 volt por exemplo. Existe no circuito um capacitor ligado em srie com uma fonte de corrente constante na qual aplicamos a tenso a ser medida a partir de um amplificador operacional com muito alta resistncia de entrada. A fonte e o capacitor esto ligados entrada de um comparador. Na entrada de referncia do comparador aplicada uma tenso que vai determinar quando ele comuta. Desta forma, quando a tenso de entrada aplicada o capacitor comea a se carregar e ao mesmo tempo o contador comea a contar os pulsos do oscilador de clock, que determina a velocidade de amostragem. O circuito que carrega o capacitor montado13

Figura 21

uma chave. O preo final de um multmetro vai depender de diversos fatores como o nmero de escalas, a qualidade e preciso do instrumento indicador, etc. A preciso do multmetro um dos fatores mais importantes, variando tipicamente entre 3 e 4% nos analgicos e chegando a menos de 0,05% em alguns tipos digitais. Lembramos que as tolerncias dos componentes comuns variam tipicamente entre 2 e 20%. O boto zero adj serve para compensar o desgaste natural da pilha ou bateria, que tem sua tenso diminuin-

O Multmetro Analgico por dentro Visto o princpio de funcionamento, podemos analisar a construo de um multmetro tpico. Na figura 21 temos o aspecto externo de um multmetro comum em que a seleo de escalas feita porMULTMETROS

Figura 22

Figura 23 14 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

de tal forma que a velocidade de carga ser tanto maior quanto menor for a tenso aplicada entrada (inversor). Isso significa que, se a tenso for muito alta a carga ser lenta e o contador ter tempo de ir at 1999 (fim de escala). Por outro lado, se a tenso de entrada for baixa, a carga ser rpida e o contador contar at um valor bem menor. O circuito linear de modo que existe uma proporo direta entre a tenso aplicada entrada e o valor contado. Para fixar o valor contado, o circuito comparador ligado a uma chave que ativa e desativa o contador em ciclos determinados de amostragem. Estes ciclos variam entre 0,1 e 1 segundo para os multmetros comuns. Isso significa que o multmetro est sempre lendo a tenso de entrada. Ele conta, fixa o valor lido no mostrador, zera o contador e comea novamente at obter uma nova leitura. Neste momento, ele ser o contador e apresenta o novo valor. Isso permite que o multmetro seja usado para ler tenses que variam constantemente. por este motivo que, quando lemos uma tenso com valores quebrados como 19,975 V, o multmetro vai ter seu ltimo dgito oscilando entre 19,97 e 19,98 V. O tempo de amostragem relativamente longo dos multmetros impede que ele seja usado para ler variaes rpidas da grandeza medida, como nos analgicos, mas ele muito mais cmodo de usar, pois no temos uma escala. Alguns tipos incluem uma espcie de bargraph junto escala digital, imitando uma escala analgica, mas a velocidade de amostragem impede que elas sejam rpidas. Vimos como o multmetro digital mede tenses. Acrescentando na entrada do circuito redes de resistores e outros componentes podemos medir outras grandezas como resistncias e correntes, simplesmente transformando-as em tenses equivalentes. Como o multmetro digital utiliza circuitos complexos que precisam de alimentao apropriada em todas as escalas, ele deve ser alimentado por uma bateria de 9 V, diferentementeMULTMETROS

dos analgicos que no precisam de fonte prpria nas medidas de corrente e de tenso.

Como Escolher um Multmetro Conforme tivemos a oportunidade de dizer, existe uma variedade muito grande de tipos de multmetros disposio dos interessados. Temos desde os menores de baixo custo com instrumentos menos sensveis e menor nmero de escalas, at os maiores com instrumentos ultra-sensveis e grande nmero de escalas. Como escolher um multmetro? Que fatores levar em considerao? Qual melhor tipo para a minha atividade profissional? claro que o multmetro de maior sensibilidade e maior nmero de escalas seria o recomendado para qualquer aplicao, mas evidentemente temos de levar em conta o seu custo. Por este motivo, vamos analisar a seguir, os principais tipos, ensinando a fazer sua escolha em funo do que se pretende gastar e de sua aplicao. So os seguintes os pontos que devemos observar ao fazer a escolha de um multmetro. a) Sensibilidade De acordo com o que foi visto, melhor ser o multmetro quanto menor for a corrente de fundo de escala do instrumento de bobina mvel usado (para os analgicos - veja em digital o que isso significa). Multmetros com escalas menores de corrente de 50 A so excelentes, se bem que sejam mais caros. Entretanto, a especificao de sensibilidade no dada normalmente em termos de corrente de fundo de escala. As especificaes so dadas em termos de ohms por volt ( /V). O que significa isso?

Conforme vimos, no podemos realizar nenhum tipo de medida sem influir no que est sendo medido. No caso de um multmetro, o instrumento precisa de corrente que desviada do circuito que est sendo testado para movimentar sua agulha. Isso quer dizer que a introduo do instrumento no circuito representa uma alterao que afeta a quantidade que est sendo medida, qualquer que seja ela. O instrumento ser tanto melhor quanto menos alterao ele introduzir na medida que est sendo feita. Em especial, no caso dos multmetros, as alteraes que se fazem sentir de forma mais acentuada so as referentes tenso. Assim, quando medimos a tenso num circuito, veja a figura 24, o multmetro representa uma resistncia adicional que est sendo ligada em paralelo com o circuito sobre o qual se realiza a medida. Veja ento que, se o instrumento representa uma resistncia de 1000 ohms no circuito da figura 24, sua ligao em paralelo com o resistor de 1000 ohms, no qual medimos a tenso, pode alterar sensivelmente o valor lido. Quando a tenso real era de 5 volts, com a introduo do instrumento, por sua influncia, ela cai para 3,33 volts, que a tenso que ser indicada. Isso representa um enorme erro! Se o multmetro na escala de tenso representasse uma resistncia de 10 000 ohms em lugar de 1 000 ohms apenas, o valor lido seria outro. Teramos neste caso uma leitura de 4,76 volts. A diferena entre o valor real o valor medido cairia para apenas 0,24 volts. claro que o ideal seria que o multmetro tivesse uma resistncia infinita na escala de tenses, pois assim sua influncia seria nula, mas isso impossvel. Veja a figura 25. Mesmo nos multmetros digitais aFigura 24

15

dada por uma resistncia fixa, pois seu princpio de funcionamento diferente, mas em geral so muito mais sensveis que os analgicos comuns. b) Nmero de escalas Os multmetros comuns devem ser capazes de medir as seguintes grandezas: Tenses contnuas (VDC) e tenses alternadas (VAC ou VCA) Correntes contnuas (DC mA e DCA) Resistncias (ohms) Para cada grandeza comum encontrarmos de 1 at 5 ou 6 escalas diferentes, conforme a faixa de valores que o instrumento alcance. So tpicos os seguintes alcances e nmeros de faixas. Para tenses contnuas os multmetros so capazes de medir valores muito baixos, da ordem de microvolts ou milivolts at mais de 1500 ou 2000 volts, que so encontradas em aparelhos de TV e monitores de vdeo. Existe ainda a ponta de prova de alta tenso (MAT = Muito alta tenso) para medidas acima de 3000 volts como as encontradas nos cinescpios de TV, monitores de computadores e osciloscpios). Para a faixa de tenses alternadas so muito importantes os valores 110/ 117/127 V e 220/240 V que representam a tenso da rede de energia usada por eletrodomsticos. (Os valores 110 e 220 V so citados popularmente, mas dependendo das localidades podem ter um dos valores reais indicados acima). Multmetros comuns tm de 2 a 5 faixas de tenses alternadas com vaUSURIO Estudante Iniciante Hobista iniciante Tcnico Iniciante Eletricista de automvel Instalador eltrico Reparador de eletrodomsticos Estudante Avanado (engenharia) Tcnico estabelecido Hobista avanado Projetistas avanados Engenheiros Profissionais da informtica Tcnicos em telefonia

Figura 25

resistncia apresentada pelo instrumento da ordem de algumas dezenas de megohms, e no infinita. Do mesmo modo, vemos que a prpria resistncia que o instrumento representa na medida de tenso depende da escala usada, pois trocamos a resistncia multiplicadora. Observe que, se tomarmos como exemplo um instrumento de 1 mA , conforme calculamos, sua resistncia para cada escala de tenses ser de: Para 1 volt = 1000 ohms Para 10 volts = 10 000 ohms Para 100 volts = 100 000 ohms Mas, observando estas escalas vemos que existe uma relao entre estes valores, que se mantm constante. Divindido a resistncia que o instrumento apresenta pela tenso de fundo de escala obtemos um valor constante: 1000/1 = 10 000/10 = 100 000/100 = 1 000 ohms/volt Este valor 1000 pode servir para indicar a sensibilidade do instrumento em ohms por volt. Um voltmetro construdo a partir de um instrumento de 1 mA ter uma sensibilidade de 1000 ohms por volt. Um voltmetro construdo a partir de um instrumento de 200 A ter uma sensibilidade de 5 000 ohms por volt. Tanto melhor ser o instrumento quanto maior for o valor em ohms por volt, que indica sua sensibilidade, pois tambm uma indicao da sensibilidade do instrumento usado. Os multmetros comuns que o leitor encontra no mercado tm sensibilidades na faixa de 1 000 ohms por volt at 100 000 ohms por volt, o que representa um instrumento de fundo de escala de apenas 10 A. Para os digitais, a indicao de sensibilidade16

lores que vo de 5 ou 6 V at mais de 400 V. Para as correntes podemos ter de 1 a 5 faixas com valores que chegam a alguns ampres em alguns instrumentos. As resistncias so dadas em faixas cujos fatores de multiplicao podem variar desde x1 at x10 k, quando ento temos centros que vo de 50 a 60 ohms a 50 k a 60 kohms. Com um multmetro que tenha uma escala x10k podemos ler com facilidade e preciso uma resistncia de 10 M ohms.

Escolhendo o Multmetro Para auxiliar o leitor na escolha de um multmetro podemos dar uma tabela de opes com os tipos existentes divididos por faixas. So 5 faixas com custos que variam na proporo de 1 para 20, e at mais. Ao elaborar esta tabela, levamos em considerao tanto o custo do instrumento como sua utilidade. A nossa diviso por categorias ter multmetros com as seguintes caractersticas:

Multmetro Tipo A - Analgico Caractersticas: Sensibilidade: 1000 a 5000 ohms por volt DC Escalas de tenses contnuas: 2 a 4 com valores entre 1,5 e 1500 V Escalas de tenses alternadas: 2 a 4 com valores entre 6 e 400 V Escalas de resistncias: 1 ou 2 (x1 A X X B X X X X X X X C D E

X X X X X X X X X X

X

X X

X X

X X X X X X X

X X X X X X X

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

e x10 ou x10 e x100) Fonte de alimentao: 1 ou 2 pilhas AA Observaes: este o mais barato dos multmetros, sendo recomendado para iniciantes, estudantes que estejam comeando suas atividades na eletrnica, hobistas e profissionais de reas no eletrnicas como aeromodelistas, ferromodelistas, instaladores domsticos, instaladores de telefones e alarmes, eletricistas de automvel e donos de pequenas oficinas.

ou x10k) Fonte de alimentao: pilhas e eventualmente bateria de 9 V Observaes: este multmetro pode ser considerado j de tipo profissional, sendo o indicado para o tcnico eletrnico e de computadores. Os instaladores de som de carro e eletricistas de automvel tambm podem obter grande ajuda deste instrumento. Nos laboratrios de pesquisa e locais em que se trabalhe com equipamentos eletrnicos em geral este instrumento ser de grande utilidade. Na manuteno de equipamentos industriais este multmetro tambm indicado.

instrumentos comuns no tm, sendo por isso encontrado nos laboratrios. Com estes circuitos possvel obter uma sensibilidade de entrada extremamente alta, da ordem de 22 M ohms para todas as escalas, o que garante que ele no carrega os circuitos analisados. No entanto, este instrumento normalmente encontrado nos laboratrios de aplicaes mais avanadas. Para o tcnico comum este multmetro pode ser substituido pelo equivalente digital. Caractersticas: Sensibilidade (na realidade resistncia de entrada): 10 a 22 M ohms Escalas de tenses contnuas: 4 a 8 (1,5 a 5000 volts) Escalas de tenses alternadas: 4 a 8 (0,1 a 1000 V) Escalas de resistncias: 5 a 6 (x1 a x10 k) Fonte de alimentao: pilhas, bateria e rede de energia Observaes: este, sem dvida, um aparelho profissional bastante sofisticado que deve equipar as oficinas e laboratrios avanados. Na figura 26 mostramos alguns tipos comuns de multmetros analgicos e digitais.

Multmetro tipo B Analgico ou digital Caractersticas: Sensibilidade: 5000 a 10000 ohms por volt DC ou mais para os digitais Escalas de tenses contnuas: 3 a 5 (1,5 a 1500 V) Escalas de tenses alternadas: 3 a 5 (6 a 1000 V) Escalas de resistncias: 2 ou 3 (x1, x10, x100 ou x1 k) Fonte de alimentao: 1 ou 2 pilhas AA Observaes: este instrumento j pode equipar as oficinas menores de reparadores de equipamentos eletrnicos ou ainda instaladores de computadores. Tambm podem usar este instrumento estudantes de eletrnica e hobistas mais avanados. Os tcnicos de eletrodomsticos podero usar este multmetro na anlise de defeitos, principalmente os tipos que usam recursos eletrnicos. Equipamentos industriais tambm podem ser analisados com este multmetro.

Multmetro tipo D Analgico ou digital Caractersticas: sensibilidade: 50 000 a 100 000 ohms por volt DC ou mais para os digitais Escalas de tenses contnuas: 5 a 7 (0,1 a 3000 V) Escalas de tenses alternadas: 5 a 7 (6 a 3 000 V mais escala de MAT) Escalas de resistncias: 4 ou 5 (x1 a x1 k ou x10 k) Fonte de alimentao: pilhas e bateria (9 ou 15 V) Observaes: este o instrumento analgico mais avanado, se bem que j seja substitudo pelo de mesma categoria digital que apresenta vantagens. A bateria de 15 V por exemplo, por ser difcil de encontrar, j no mais usada nestes equipamentos. No entanto, o leitor se tiver a sorte de herdar de algum um multmetro deste tipo deve us-lo, pois realmente se trata de tipo com timos recursos para aplicaes profissionais. Na compra, o multmetro desta categoria j pode ser substitudo pelo equivalente digital.

Analgico ou Digital A partir da categoria B o leitor pode contar com multmetros tanto do tipo analgico como digital. Se bem que os multmetros digitais sejam um pouco mais caros que os analgicos, eles tm certas vantagens que, entretanto, no significam que o leitor deva sempre optar por um em seu ramo de atividade. Conforme ficar claro nas prximas pginas, existem testes em queFigura 26

Multmetro Tipo C Analgico ou digital Caractersticas: Sensibilidade: 10 000 a 50 000 ohms por volt DC ou mais para os digitais Escalas de tenses contnuas: 5 a 7 (1,5 a 3000 V e MAT) Escalas de tenses alternadas: 5 a 7 (6 a 3000 V) Escalas de resistncias: 4 (x1 a x1kMULTMETROS

Multmetro Tipo E Analgico ou digital Este um multmetro especial eletrnico ou VTVM, porque inclui circuitos eletrnicos para aumentar a sensibilidade e dar recursos que os17

o multmetro analgico ainda melhor. Os multmetros digitais das categorias B e C tm preos bastante acessveis, hoje em dia. Assim, nossa recomendao a seguinte:

Ao comprar o seu multmetro, antes de retir-lo da embalagem, existe uma recomendao a ser feita: Leia com ateno todo seu manual de uso! Alguns multmetros analgicos possuem uma posio de transporte. A chave seletora deve ser deixada nesta posio quando o multmetro for levado de um lugar para outro. Esta posio da chave coloca em curto a bobina mvel de modo que isso funcione como um freio eletrodinmico para o ponteiro. Isso necessrio, pois se o ponteiro do instrumento ficar livre no transporte, ele pode oscilar batendo no final e incio da escala, o que pode causar danos. Outro ponto importante a ser verificado no manual a posio de funcionamento do instrumento analgico. A maioria pode funcionar tanto na posio horizontal como vertical, ou seja, de p ou deitado, mas existem casos em que o aparelho funciona de um modo s e se for mudada a posio ocorrem imprecises de medida. Com seu instrumento j fora da embalagem, no tente medir coisas que no sabe enfiando as pontas de prova em qualquer plugue ou colocando a chave seletora em qualquer posio. Um erro na medida pode ser fatal para seu instrumento. Sabemos de usurios de multmetros que ao adquirir o instrumento, a primeira coisa que tentam fazer medir a corrente da rede de energia enfiando as pontas de prova na tomada com o aparelho ajustado para a escala de correntes. O resultado um belo curto-circuito e era uma vez um multmetro novinho. Observe a figura 27. A falta de conhecimento das uni-

Iniciante Inicialmente compre um multmetro analgico das categorias A ou B para aprender a us-lo. Depois, quando estiver seguro, compre um digital de categoria superior e mantenha os dois na sua oficina, pois existiro ainda provas em que um ou outro deve ser usado.

dades eltricas e de seu verdadeiro significado pode levar a absurdos como este, que colocam em risco a integridade no s do instrumento como tambm de seu possuidor. Na tomada de fora de uma casa o que temos uma tenso alternada ou AC e no corrente. A corrente circula pelos aparelho que conectamos s tomadas somente quando eles so acionados e o multmetro no mede esta grandeza! justamente para isto que existe este livro: para ensinar a se usar corretamente o multmetro. Antes, portanto, de comearmos com as aplicaes ser muito importante desfazer algumas confuses sobre unidades eltricas.

Profissional que j tem noo do uso Compre inicialmente um multmetro analgico de qualquer categoria para ter sua disposio seus recursos, e logo que puder um digital para fazer a complementao de sua bancada agregando os recursos que este instrumento possibilita.

As Unidades Eltricas O multmetro serve basicamente para medir trs unidades eltricas: Tenso eltrica Corrente eltrica Resistncia eltrica Cada uma destas grandezas tem um significado e sua prpria unidade. A interpretao do resultado de uma medida est intimamente ligada ao conhecimento deste significado. Um erro de interpretao compromete totalmente as avaliaes que devem ser feitas em funo da medida tirada com o multmetro. a) Tenso Eltrica Podemos definir a tenso eltrica como uma espcie de presso que empurra a eletricidade atravs dos fios condutores de energia. Numa tomada de energia, onde voc liga os aparelhos eletrodomsticos por exemplo, existe uma presso permanente de 110 volts (na verdade 117 ou 127 V, conforme j indicado) ou ainda 220 V, que pode empurrar a eletricidade atravs dos diversos aparelhos alimentados quando voc os aciona. Mesmo quando no h nada ligado tomada, esta presso est presente e pode ser medida. Todas as fontes de energia eltrica estabelecem nos dispositivos que alimentam presses

COMO USAR O MULTMETRO Supondo que voc j tenha feito a sua opo de compra de um multmetro e que at j o tenha em suas mos, como us-lo? O que fazer em primeiro lugar? Analisaremos alguns pontos importantes sobre o uso do multmetro, pois devemos lembrar que se trata de um instrumento bastante delicado e que se houver qualquer tipo de erro na sua utilizao, o dano ser irreversvel e ele ser inutilizado. Normalmente, a reparao de um multmetro danificado problemtica tanto devido tolerncia dos componentes usados como pela delicadeza do mecanismo no caso dos tipos de bobina mvel. Assim, dificilmente se consegue consertar um multmetro que sofra dano por sobrecarga ou uso indevido, pois na maioria dos casos o custo pedido pela oficina especializada supera o de um novo. Muito cuidado, portanto!18

Figura 27

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

eltricas, cujos tipos e valores variam. Uma pilha, por exemplo, tem uma presso de 1,5 volt do tipo contnua, isto , fornece corrente contnua quando a ligamos em algum aparelho. A corrente contnua ou Direct Current abreviada por DC. Encontramos esta abreviao nos multmetros comuns. Outra abreviao usada para corrente contnua CC. Uma bateria de carro tem uma presso de 12 V, tambm DC. J, numa tomada de energia eltrica, o que temos uma tenso alternada, pois os plos mudam constantemente de posio (120 vezes por segundo ou 60 Hz). Este tipo de corrente abreviado por AC ou CA. Em aparelhos alimentados pela rede encontramos tanto tenses do tipo AC como DC. preciso saber identificar cada uma para usar corretamente o multmetro na sua medida. Veja que as fontes de energia DC tm plos, isto , possuem um plo positivo e um plo negativo que devem estar perfeitamente identificados. Para a tenso alternada isso no existe. Quando usamos o multmetro para medir uma tenso, o que estamos fazendo na realidade medir a presso eltrica. Nos aparelhos eletrnicos podemos encontrar tenses to baixas como 0,1 ou 0,2 volts em alguns pontos ou to altas como 15 000 volts ou mais. A unidade de tenso o volt (abreviado por V - tanto para AC como DC) e com frequncia, podemos usar seus submltiplos, e multplos:

Figura 28

quantidade de eltrons que passa por um fio ou um ponto de um circuito em cada segundo nos d a unidade de corrente denominada ampre, e abreviada por A. Quando medimos uma corrente, o que estamos fazendo verificando a quantidade de cargas eltricas que passa por um fio em cada unidade de tempo, conforme sugere a figura 28. Temos neste caso dois tipos de correntes que so criadas pelos dois tipos de tenso. A corrente contnua criada por uma tenso contnua. Nela, as cargas fluem sempre no mesmo sentido. o caso da corrente que circula por uma lmpada alimentada por uma pilha ou bateria, veja figura 29.

Nos circuitos eletrnicos podemos encontrar correntes alternadas de frequncias muito mais altas, ou seja, que mudam de sentido muito rapidamente, mas neste caso o multmetro no pode fazer a sua medida de modo preciso. Podemos encontrar em aparelhos de rdio, telecomunicaes, computadores, TV e outros, correntes cujas frequncias chegam a centenas de milhes de hertz ou centenas de megahertz. Do mesmo modo que no caso das tenses, tambm costumamos utilizar os submltiplos do ampere (j falamos disso ao explicar o funcionamento do multmetro). miliampre (mA) = 0,001 A microampre (A) = 0,000 001 A nanoampre (nA) = 0,000 000 001 A Dizer que medimos uma corrente de 200 mA o mesmo que dizer que medimos uma corrente de 0,2 A. Para as correntes contnuas preciso observar tambm o sentido de sua circulao, o que quer dizer que ela tem polaridade. A chamada corrente convencional que corresponde ao movimento imaginrio das cargas positivas vai do plo positivo ao negativo, enquanto que a corrente real ou eletrnica que corresponde ao movimento dos eltrons, vai do plo negativo ao positivo. Nos circuitos costumamos representar as correntes convencionais, ou seja, com setas apontando dos plos positivos para os negativos, ou no sentido das tenses mais altas para as mais baixas, conforme mostram as figuras 30 e 31. c) Resistncia eltrica Definimos resistncia eltrica como a oposio que um determinado meio oferece passagem de uma corrente.Figura 30

Figura 29

milivolt (mV) = 0,001 volt microvolt (V) = 0,000 001 volt quilovolt (kV) = 1 000 volts megavolt (MV) = 1 000 000 volts Dizer que medimos uma tenso de 500 mV equivale a dizer que medimos 0,5 volt. b) Corrente eltrica A presso eltrica a tenso que empurra a eletricidade pelos fios condutores e outros dispositivos formando assim um fluxo de diminutas partculas denominadas eltrons. O fluxo destas cargas, ou seja, o fluxo de eletricidade a corrente. AMULTMETROS

A corrente alternada criada por uma tenso alternada. Nela, as cargas no se movimentam de forma constante, mas oscilam para frente e para trs, razo de 60 vezes por segundo. Dizemos ento que a corrente alternada da rede de energia de 60 hertz (Hz).

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Figura 32

Figura 31

A unidade de resistncia o ohm, abreviado pela letra grega mega ( ). Todos os fios condutores, dispositivos eltricos e eletrnicos, componentes que so percorridos por correntes possuem uma certa resistncia. Em muitos casos esta resistncia que determina a intensidade da corrente que vai circular e, portanto, o comportamento do aparelho. A medida da resistncia muito importante em vrias situaes, tanto para a avaliao de um componente como de um aparelho no seu todo. A medida da resistncia deve ser feita sempre com o aparelho ou dispositivo em teste desligado, pois quem fornece a corrente para o teste o prprio multmetro. Se o aparelho estiver ligado, o multmetro pode ser danificado. Usamos tambm no caso das resistncias, seus mltiplos: 1 quilohm = 1 000 ohms 1 megohm = 1 000 000 ohms 1 gigaohm = 1 000 000 000 ohms Se um componente (um resistor) tem a marcao de 12 k ento ele deve possui uma resistncia de 12 000 ohms. Podemos em alguns casos encontrar o prefixo multiplicador substituindo a vrgula decimal. Assim, 2k7 o mesmo 2,7 k ou 2 700 ohms. 3M9 o mesmo 3,9 M ou 3 900 000 ohms.

As graduaes que existem nesta escala so feitas de modo a permitir leitura rpida e precisa, mas tambm necessrio uma certa tcnica e conhecimento. O primeiro ponto importante para a leitura o posicionamento do usurio. a) Posicionamento Um mau posicionamento na leitura do instrumento causa o denominado erro de paralaxe. Na leitura, devemos nos posicionar em frente da escala e no de lado, conforme mostra a figura 32, para que a pequena diferena de ngulo no afete o valor lido. Muitos multmetros possuem escalas espelhadas justamente para facilitar o alinhamento e evitar este problema, veja a figura 33. Devemos fazer a leitura de modo que o ponteiro se sobreponha imagem, reduzindo assim o erro de paralaxe. b) Valores A leitura de valores nas escalas requer mais cuidados: Alm de termos diversas escalas para as grandezas que so medidas, tambm existem os fatores de multiplicao - que so indicados pela chave seletora ou pela posio dos pinos de encaixe das pontas de prova. As escalas possuem nmeros que correspondem aos valores e entre estes nmeros existem divises intermedirias, que correspondem a valores intermedirios. No se colocam nmeros nestas divises porque no existe espao suficiente. Assim, se entre o 3 e o 4 existirem 10 divises, cada uma delas vale 0,1 ou seja, temos valores como 3,1 - 3,2 - 3,3 - etc, de acordo com a figura 34. Se entre os nmeros tivermos 5 divises, ento, cada uma delas valeFigura 33

0,2. Temos como exemplo, 2,2 - 2,4 2,6 - etc, conforme ilustra a figura 35. Se a diviso entre dois nmeros for nica, ento ela corresponde a 0,5, ou metade dos valores entre os nmeros. Podemos tambm fazer divises entre nmeros no sucessivos como entre 100 e 150, por exemplo. Neste caso, se entre 100 e 150 tiver mos 5 divises, cada uma corresponde a 10 unidades ou seja, 110, 120, 130 e 140. A leitura do valor, conforme vimos, depende tambm da posio da chave seletora ou dos pinos das pontas de prova, assim como da grandeza. Ao lado de cada escala, ela tem gravada a grandeza a que corresponde. Desse modo, a escala de ohms s serve para a leitura de resistncias, a escala de volts DC somente para a tenso. Alguns aparelhos possuem escalas de tenses contnuas e alternadas separadas, veja a figura 36.

Leitura de Escalas nos Analgicos Um dos pontos mais importantes no uso do multmetro analgico ou de qualquer instrumento eletrnico de bobina mvel ou ferro mvel, saber ler a escala.20

Figura 34

Figura 35

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Figura 36

Usando o multmetro Em funo do que foi visto, o leitor j pode pensar em usar seriamente o seu multmetro. Comeamos pela leitura de resistncia que, alm de no por em perigo a integridade do instrumento em caso de erro inicial (do modo como ensinamos), feita com facilidade.

A medida da resistncia direta, devendo ser feita com o componente, aparelho ou condutor completamente desligado. As leituras dos valores tm interpretao segundo a finalidade do que est sendo provado. Assim, um dispositivo pode ser considerado bom mesmo quando apresentar resistncia zero e outro poder ser considerado bom quando a leitura for infinito. Procedimento a) Escolha uma escala do instrumento que permita uma leitura do valor esperado, mais ou menos na faixa central da escala, pois nela a preciso maior. Se no souber de que

Se o ponteiro tiver a indicao da figura 37, a leitura ser da seguinte maneira, supondo que a grandeza medida seja uma resistncia: O valor indicado 3,4 A chave est na posio em que o multiplicador x1000 - o que significa que o nmero lido deve ser multiplicado por 1000, obtendose assim 3400. Como se trata de resistncia, a unidade o ohm. Temos ento uma leitura de 3400 ohms. Na figura 38 temos um exemplo de medida de tenso. A chave est na posio Volts CA 300 O ponteiro indica na escala de volts AC ou CA - 24 - como a escala vai at 30, isso significa que 30 corresponde a 300, o que nos leva a que 24 corresponde a 240. A unidade o volt. Temos ento uma leitura de 240 VCA. Veja na figura 39 alguns exemplos de leituras. Observamos que para os multmetros digitais a leitura direta, pois os nmeros aparecem no mostrador, devendo o operador apenas ter o cuidado em escolher a escala correta atravs da chave seletora, quando necessrio (existem alguns que fazem a seleo automtica da escala). Analise bem seu multmetro e procure identificar os pontos das escalas e a que valores correspondem. Veja tambm os fatores de multiplicao que existem para a leitura de resistncias. Lembre-se que: x1k quer dizer x 1000 x10k quer dizer x 10 000 Uma leitura de 32 na escala x1k significa 32 000 ohms, e na escala x10k corresponde a 320 000 ohms.MULTMETROS

MEDIDAS DE RESISTNCIAS Tipo de Prova: Medida direta da resistncia Para componentes, condutores e aparelhos desligados

Figura 37

Figura 38

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ordem a resistncia medida, comece com a mais baixa, ou seja, coloque na escala OHMS x 1. Se voc vai ler uma resistncia que espera ser de 200 ohms, por exemplo, voc pode escolher a escala x10 ou x100. Coloque a chave na posio prpria para leitura ou ento as pontas de prova nesta posio. b) Zere o instrumento. Zerar o instrumento consiste em ajustar o potencimetro interno para a corrente de fundo de escala quando a resistncia entre as pontas de prova nula. Isso feito da seguinte maneira: Encoste uma ponta de prova na outra. Ajuste o Zero ADJ ou ADJ at que o instrumento indique zero ohms (agulha toda para a direita), conforme mostra a figura 40. Se, por acaso, a agulha no alcanar o zero, parando antes sinal de que a pilha ou bateria interna precisa ser trocada. c) Com as pontas de prova separadas o ponteiro deve indicar infinito,ou seja, circuito aberto. Se isso no acontecer, veja se o ajuste de posicionamento da agulha no precisa ser refeito. d) Finalmente, encoste as pontas de prova do multmetro no componente cuja resistncia vai ser medida. Segure firmemente as pontas de prova para esta leitura, pois um movimento, por pequeno que seja, ou um mau contacto pode afetar os valores, principalmente quando estamos medindo resistncias muito baixas. e) Se a leitura no for na regio da escala entre o centro e a direita, mude de escala. As figura 41 mostra como esta prova deve ser feita. Digitais: os multmetros digitais no precisam ser zerados. Apenas tenha cuidado com a escala. Se a escala usada no alcanar a resistncia medida, pode aparecer um 1 do lado esquerdo do mostrador. Se for muito baixa, o nmero indicado ter apenas um ou dois dgitos, com menor preciso, portanto. Procure uma escala que d uma leitura de pelo menos 3 dgitos.22

Figura 39

Figura 40

Figura 41 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

RESISTNCIA DIRETA E RESISTNCIA INVERSA Tipo de prova: Medida da resistncia com dois sentidos de corrente Para componentes eletrnicos (diodos, transistores, componentes com junes) Alguns componentes como os diodos, no apresentam a mesma resistncia quando a corrente circula num sentido e depois no sentido oposto. Para testar estes componentes fazemos normalmente duas medidas de resistncias, invertendo as posies das pontas de prova. A maioria dos multmetros tem a ponta de prova vermelha (+) ligada ao plo positivo da bateria interna e a ponta de prova preta (-) ligada ao negativo da bateria, tambm chamada de COM (comum), conforme mostra a figura 42. Assim, dependendo da posio da ponta de prova do multmetro, a medida da resistncia de um circuito ou de um componente pode ser feita no sentido direto ou no sentido inverso. O primeiro ponto importante a ser observado neste tipo de prova saber se seu multmetro tem ou no o plo positivo da bateria ligado ponta vermelha. Todas as provas que damos neste livro so previstas para este tipo de multmetro. Para os multmetros digitais as provas de resistncia inversa e direta (continuidade) nem sempre so convenientes, principalmente nos casos em que os aparelhos j prevem a funo prova de continuidade, que deve ser preferida. Com estes provadores temos um apito quando a resistncia medida ou a prova direta baixa, e ausncia de som quando no h continuidade. Som significa, portanto, baixa resistncia e ausncia de som indica resistncia alta. Verificao da Polaridade das Pontas de Prova: Material necessrio: qualquer diodo de uso geral como o 1N34, 1N4148, 1N914, 1N4002, 1N4004, etc. Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala mais baixa de resistncias: OHMS x1MULTMETROS

Figura 42

ou OHMS x10 nos analgicos. Nos digitais use as escalas de 200 ou 2000 ohms.. b) Zere o multmetro c) Encoste a ponta de prova vermelha no anodo do diodo e a ponta de prova preta no catodo. d) A ponta de prova vermelha deve estar conectada ao terminal OHMS ou ( ) e a ponta de prova preta em (-) ou COM. Podemos identificar o anodo e o catodo do diodo pelo smbolo ou faixa, veja a figura 43.

Leituras: Se for lida uma baixa resistncia (menor que 10 000 ohms), ento seu multmetro tem a ponta de prova vermelha positiva. Se for lida uma resistncia elevada (maior que 100 000 ohms), ento seu multmetro tem a ponta de prova vermelha negativa. Importante: As provas e testes que damos neste livro so previstas para a ponta de prova vermelha positiva. Se seu multmetro for de outro tipo, no se preo-

Figura 43

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cupe: nas leituras de resistncia direta basta inverter as pontas em relao ao recomendado. Feita a identificao, podemos passar s leituras das resistncias diretas e inversas propiamente ditas. Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala apropriada de resistncias: a escolha depende da variao que voc espera entre a resistncia direta e inversa. No caso de diodos, por exemplo, se a leitura mais importante for a de baixa resistncia (resistncia direta) escolhemos escalas menores como OHMS x1 e OHMS x10. Se interessar mais a inversas, que so de valores altos, usamos as escalas altas OHMS x1k ou OHMS x10k - 200k ou 2000k para os digitais. b) Zere o multmetro. Para os digitais no necessrio. c) Encoste as pontas de prova no circuito ou componente analisado. Mea a resistncia, anotando o valor. d) Inverta as pontas de prova para a leitura inversa. Alguns multmetros possuem uma chave que faz esta inverso automaticamente, sem a necessidade de termos de retirar as pontas de prova do componente. A figura 44 mostra este procedimento com um diodo. Interpretao: Leitura baixa (direta) - continuidade ou baixa resistncia Leitura alta (inversa) - alta resistncia Quando um componente est bom ou ruim, em funo desta leitura, depende do tipo. Para cada tipo teremos a prova especfica nos prximos captulos. Leitura Baixa (direta) Alta (inversa) Interpretao h continuidade no h continuidade

Figura 44

Estas garras podem ser encaixadas diretamente nas pontas de prova e retiradas com facilidade. Outro acessrio importante um par de fios com garras, que podem servir para a ligao adicional de componentes externos ao circuito durante os testes, conforme mostra a figura 46. Veja que muito importante evitar que as pontas de prova encostem em mais de um ponto de um aparelho durante um teste, pois isto pode causar curto-circui-

tos ou leituras erradas. Nas medidas de altas tenses importante tomar cuidado para no encostar em nenhuma parte viva do circuito, que possa vir causar choques. MEDIDAS DE TENSES Tipo de prova: Direta para tenses contnuas e alternadas de 0 a 10 000 volts ou mais Em circuitos de todos os tipos

Figura 45

Observaes: Alguns acessrios so muito interessantes para ajudar no trabalho com o multmetro. Um par de garras jacar, por exemplo, pode ajudar muito na fixao das pontas de prova em circuitos ou componentes, evitando o contato com os dedos ou ainda que as pontas escapem, conforme ilustra a figura 45.24 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Figura 46

A medida da tenso contnua ou alternada (DC ou AC) feita ligandose as pontas de prova entre os pontos nos quais se quer saber a tenso, ou ento, no ponto visado, com a outra ponta de prova numa referncia (terra, por exemplo). Na figura 47 mostramos o caso da

medida de tenso num componente (um resistor) quando as pontas de prova so ligadas entre seus terminais. Na figura 48 indicamos a medida de tenso num ponto de um circuito, caso em que a outra ponta de prova vai conectada referncia do circuito, normalmente denominada terra ou

Figura 47

massa, e que coincide com o plo negativo da fonte de alimentao na maioria dos casos. Num diagrama de aparelho eletrnico comum as tenses nos diversos pontos serem referidas terra ou massa, caso em que a ponta de prova fixa (normalmente a preta) deve ser ligada a este ponto. Se o circuito tiver o positivo massa, o que pode ocorrer em aparelhos com fontes simtricas e alguns rdios e gravadores antigos japoneses com transistores PNP, os valores indicados so expressos com o sinal negativo na frente. Para trabalhar na medida destas tenses basta ligar massa a ponta de prova vermelha e a leitura com o multmetro ser normal (ou ento atuar sobre a chave de reverso de polaridade).

1. Leitura de Tenses Contnuas Procedimento: a) Coloque a chave seletora de escalas na escala apropriada de acordo com a tenso esperada. O fundo de escala escolhido deve ser maior do que a tenso esperada. Se voc vai medir 220 V por exemplo, ou espera algo em torno deste valor, coloque numa escala de 250 ou 300 V. Se no tiver idia do valor da tenso que vai ser encontrada, coloque inicialmente o multmetro na escala mais altas de tenses (DC Volts). Se voc conhecer a tenso de alimentao do circuito e tiver certeza que ela no supere certos valores, fica mais fcil escolher uma escala de trabalho. b) Ligue a ponta de prova preta (ou vermelha se o negativo for massa) na referncia do circuito e a ponta de prova vermelha (+) no ponto em que deseja saber a tenso. c) Faa a leitura. Na figura 49 temos exemplo de leitura de tenso contnua num circuito transistorizado. Interpretao: A agulha desloca-se para a direita e indica um valor aproximadamente na regio do centro para a direita da escala - esta a tenso no circuito, e a medida est completa.MULTMETROS 25

Figura 48

Figura 49

Figura 50

A agulha tende a movimentar-se para a esquerda - as pontas de prova esto invertidas. A massa ou referncia no negativa. A agulha tende a passar do final da escala - a tenso maior do que a esperada. Mude para uma escala mais alta. Para os multmetros digitais existe a indicao da polaridade, com o sinal (-) aparecendo quando a medida de uma tenso negativa (a ponta vermelha negativa em relao preta). Quando a escala superada aparece um sinal que pode ser o 1 esquerda. Leitura faixa central da escala tende esquerda ultrapassa o fim da escala Condio correto pontas invertidas usar escala mais alta

calas na escala apropriada leitura da tenso esperada - VOLTS DC. O fundo de escala escolhido deve ter um valor maior do que a tenso que se espera medir. Se vamos medir algo em torno de 15 V, usamos uma escala com fundo de 25 ou 30 V. Novamente, se voc no tiver idia da tenso que vai encontrar, coloqueFigura 52

inicialmente o multmetro numa escala DC mais alta e, depois, gradualmente v reduzindo at obter uma leitura na faixa central ou direita do mostrador. Baseado na tenso de alimentao do circuito, pode-se avaliar as tenses encontradas. b) Identifique a polaridade da tenso sobre o componente que est sendo analisado. A corrente entra pelo positivo e sai pelo negativo, conforme mostra a figura 50 em que damos um exemplo de circuito. c) Ligue a ponta de prova vermelha (+) no plo positivo do componente e a preta no negativo. Veja que indicamos os plos dos componentes neste circuito, j que na realidade muitos deles quando fora do circuito so despolarizados. A polaridade referida em relao corrente nesta aplicao especfica. d) Faa a leitura da tenso. A figura 51 ilustra este procedimento.

Figura 51

Observaes: A leitura descrita corresponde a tenses em pontos de um circuito que so referidas massa. Em suma, so as tenses absolutas, normalmente indicadas nos diagramas.

2. Leitura de Tenses Contnuas Sobre Componentes Procedimento: a) Coloque a chave seletora de es26 CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Interpretao A agulha se move at a regio central da escala ou direita. A leitura pode ser feita normalmente. Temos valores numricos nas escalas dos tipos digitais. A agulha tende a se movimentar para a esquerda. Basta inverter as pontas de prova, pois a identificao de polaridade para o componente visado est incorreta. Nos digitais temos a indicao do sinal (-) nestas condies, e a leitura pode ser feita normalmente. A agulha tende a ultrapassar o final da escala - a tenso maior do que a do fim de escala escolhida. Mude a chave seletora para um valor maior de fundo de escala. Nos digitais temos a indicao de fim de escala ou 1 esquerda. A agulha no se move ou a indicao 000 - no h tenso indicada no circuito. Nos multmetros digitais, se a tenso medida maior do que a final de escala, a indicao ser de um 1 piscante ou no, conforme o tipo de aparelho. Leitura dentro da escala ultrapassa o fim da escala indica zero Condio correto usar escala mais alta no h tenso

Figura 53

Figura 54

Observao: As medidas de tenso so feitas sempre com os aparelhos ligados. Explicaes: Nos circuitos eletrnicos podemos medir tenses absolutas (que so referidas a um ponto comum denominado massa ou terra) ou tenses entre os plos de um circuito ou componente. A terra referida como tendo potencial nulo. O fio neutro da rede de energia ligado terra e portanto tem potencial nulo. Qualquer corpo metlico em contato com a terra tem potencial nulo como, por exemplo, um encanamento de gua ou uma grande estrutura de metal enterrada no solo, como mostra a figura 52. J a massa diferente. Num circuito escolhida uma referncia que pode ser o chassi. Na maioria dos casos, o plo neutro ou negativo de umaMULTMETROS

fonte ligado a este chassi de modo a haver coincidncia de potencial com a terra e a massa passa a ter um potencial absoluto igual a zero, como se v na figura 53. Existem casos, entretanto, em que podemos ligar ao chassi ou referncia o plo positivo de uma fonte, resultando que a massa ser o positivo. Todos os potenciais do circuito sero mais baixos (negativos) do que a referncia. A prpria massa, no caso, poder ter um potencial diferente da terra, conforme mostra a figura 54. Isso ocorre em rdios antigos e outros aparelhos que usam transisto-

res PNP, em certas fontes de instrumentos e mesmo de computadores, e em alguns carros em que o plo positivo da bateria ligado ao chassi.

3. Leitura de tenses alternadas (AC Volts) Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala apropriada AC volts de acordo com a tenso que espera encontrar na sua medida. Se vai ler 110 V coloque numa escala de pelo menos 250 V, principalmente se tiver dvidas se a rede de 110 ou 220 V.

Figura 55

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Figura 56

Explicao: Numa tenso alternada a polaridade muda constantemente, portanto, no h necessidade de se observar as posies das pontas de prova. Existe no interior do multmetro um circuito retificador, que retifica a tenso medida de modo a obter a corrente contnua que aciona o instrumento. Os diodos usados, entretanto, tm uma caracterstica no linear - no se pode obter uma boa preciso de medida para as tenses mais baixas. por este motivo que as escalas de tenses alternadas dos multmetros analgicos comeam em valores mais altos do que as de tenses contnuas. A utilizao da ponte de diodos retificadores afeta a sensibilidade do instrumento analgico neste tipo de medida. Para os digitais os circuitos internos compensam esta caracterstica e temos melhor preciso nas medidas de baixas tenses alternadas. Para os instrumentos digitais no existe este tipo de problema.

MEDIDAS DE CORRENTES b) Encoste as pontas de prova nos pontos entre os quais deseja medir a tenso. No ser preciso observar a polaridade. c) Faa a leitura da tenso. Na figura 55 mostramos a leitura da tenso alternada sobre uma lmpada comum. Interpretao: A agulha desloca-se at uma regio da escala em que a leitura possvel - faa a leitura. Nos digitais temos a indicao do valor. A agulha no se move ou o mostrador indica 000 - no h tenso. A agulha tende a ultrapassar o final da escala - retire imediatamente as pontas de prova e passe para uma escala mais alta. Nos multmetros digitais temos a indicao do 1 esquerda, se a tenso tender a ultrapassar a escala. Leitura Condio Leitura possvel Ler valor da tenso Ultrapassa fim da escala Mudar de escala Indica 0 No h tenso28

Importante Nunca passe para uma outra escala mais baixa de tenso ou outra unidade com as pontas ligadas ao circuito, pois o multmetro pode ser danificado.

Tipo de Prova: Medidas de correntes contnuas em circuitos At 1 ou 2 ampres, dependendo do multmetro

Figura 57

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

modo a multiplicar o alcance de suas escalas. Se o multmetro no tiver tais shunts, as medidas de correntes elevadas podem ser feitas de forma segura pela queda de tenso em resistncias de valores baixos conhecidos. Veremos oportunamente como fazer isso. Leitura faixa de leitura possvel tende esquerda tende a ultrapassar o final da escala a agulha no se moveFigura 58

Condio correto pontas invertidas use escala mais alta no h corrente

AS UTILIDADES DO MULTMETRO A medida de corrente feita com um pouco mais de dificuldade do que a medida de tenso, por isso realizada com menos frequncia. Isso ocorre porque o multmetro deve ser intercalado ao circuito no qual se deseja medir a corrente. Podemos intercalar o multmetro antes ou depois do componente ou circuito, pois a corrente a mesma nos dois pontos, veja a figura 56. Os multmetros comuns possuem escalas de corrente contnua, logo, nesta medida o sentido de circulao da corrente deve ser observado. A ponta vermelha deve ser ligada ao ponto de potencial mais alto (de onde vem a corrente) e a preta deve ser ligada no ponto de potencial mais baixo (para onde vai a corrente). Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala apropriada de corrente, conforme a intensidade esperada no circuito. Se tiver dvidas comece sempre pela mais alta. Importante: esta prova delicada, uma escala mais baixa usada indevidamente pode causar a queima do shunt ou mesmo danificar o instrumento. b) Identifique a polaridade do circuito, isto , o sentido da corrente a ser medida. c) Interrompa o circuito e faa a conexo das pontas de prova do multmetro, observando sua polaridade. A ponta de prova vermelha deve ficar noMULTMETROS

ponto de potencial mais alto (de onde vem a corrente), conforme mostra a figura 57. Interpretao: A agulha vai at uma regio da escala em que a leitura pode ser feita - anote o valor . A agulha tende para a esquerda neste caso as pontas de prova devem ser invertidas ou a chave de inverso deve ser acionada. O sentido da corrente est errado. A agulha tende a ultrapassar o final da escala - desligue as pontas de prova e coloque o instrumento numa escala mais alta. A agulha no se move - no h corrente no circuito. Nos instrumentos digitais temos a indicao direta dos valores. Se a escala for insuficiente devendo passar o instrumento para uma maior, aparece a indicao 1 ou de acordo com o especificado pelo fabricante. Observao: A medida de corrente deve ser feita com o aparelho ligado, ou seja, com a alimentao estabelecida. Alguns multmetros possuem shunts separados para medidas de altas correntes, os quais devem ser utilizados conforme as indicaes dos fabricantes. Estes shunts so pedaos de metais com baixas resistncias, que so ligados em paralelo com o instrumento de

A partir das medidas das trs grandezas que vimos, encontramos milhares de aplicaes para o multmetro. Podemos testar componentes e aparelhos, instalaes eltricas, medir tenses, correntes e resistncias, fazer a calibragem de aparelhos, etc. Entretanto, no basta simplesmente saber usar o multmetro nas medidas das grandezas bsicas para poder afirmar que todas as aplicaes do multmetro so conhecidas. Alm de saber usar o multmetro, preciso interpretar os resultados das medidas, pois so eles que dizem se um circuito ou componente em teste est bom ou no. A partir de agora daremos os procedimentos para o uso de seu multmetro em mil e uma aplicaes especficas. Ensinaremos como us-lo em diferentes casos, como interpretar os resultados e algumas explicaes que podem ser teis se o dispositivo ou aparelho testado apresentar defeito. Enfim, o verdadeiro manual de testes com o multmetro comea agora. Dividiremos as aplicaes nos seguintes itens:

1. Uso do Multmetro no Teste de Componentes Esta parte ser dedicada ao profissional de Eletrnica, estudante e iniciante que deseja saber como tes29

tar de forma rpida e eficiente componentes eletrnicos comuns. claro que nem todos os componentes podem ser testados, e que algumas das indicaes dadas no sero suficientes para estabelecer as caractersticas exatas ou o estado de um componente. No entanto, na maioria dos casos teremos condies de avaliar se ele est bom ou no, e descobrir defeitos importantes que podem comprometer o funcionamento de um aparelho.

profissionais, quando ento toda a potencialidade deste instrumento ficar clara. Esta etapa dedicada aos profissionais de Eletrnica mais avanados e aos estudantes que precisam saber tudo sobre este componente para sua futura vida profissional. Teremos ainda como complementao, uma parte prtica que pode servir de referncia e ajuda na prova de diversos componentes e circuitos: 1. Fonte auxiliar Uma fonte de alimentao estabilizada que pode servir para referncia e prova de diversos componentes e circuitos com o multmetro. 2. Multiplicador de Escalas Um circuito que permite ampliar o alcance e a sensibilidade de seu multmetro mais simples, e com isso uslo na medida de correntes e tenses muito menores do que as que seriam possveis em condies normais. 3. Frequencmetro Um aparelho que permite usar o multmetro na medida de baixas frequncias, ampliando assim a gama de utilidades deste instrumento. 4. Capacmetro Finalmente, daremos um instrumento importante para os praticantes da Eletrnica. Com ele possvel medir capacitncias usando um multmetro comum que no tenha estas escalas. O teste de capacitores passa de uma simples prova de isolamento para um teste real de valor.

Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala mais baixa de resistncias (OHMS x1 ou OHMS x10 para os analgicos, e 200 ohms ou 2000 ohms para os digitais). b) Zere o instrumento - os digitais no precisam ser zerados. c) Encoste as pontas de prova do multmetro nos terminais do fusvel em teste, que deve estar fora do circuito. d) realizada uma nica medida de resistncia conforme ilustra a figura 58. Intepretao: Resistncia nula ou muito baixa - o fusvel encontra-se em bom estado, ou seja, tem continuidade. Resistncia infinita ou muito alta (acima de 10 M ohms) - o fusvel se encontra aberto (queimado) Leitura Alta resistncia Resistncia nula Condio Queimado Bom

2. O Multmetro na Instalao Eltrica Domstica e nos Eletrodomsticos Este captulo ser dedicado ao instalador e ao eletricista que faz instalaes eltricas domiciliares e mesmo comerciais, que repara eletrodomsticos que hoje em dia possuem muitos recursos eletrnicos e componentes que s podem ser testados com o multmetro. Sero dados procedimentos que permitem ao instalador trabalhar com fios, verificar instalaes, lmpadas e aparelhos eletrodomsticos de uma maneira bastante eficiente e confivel.

3. Multmetro no Automvel Atualmente, a presena de partes eltricas e eletrnicas no carro muito grande. Alm do sistema de iluminao, temos a ignio e a injeo eletrnicas, e acessrios como alarmes e o sistema de som. Para anlise destas partes preciso contar com recursos especiais de prova e o multmetro um deles. Neste captulo, ensinaremos como us-lo em diversas provas eltricas no carro. Esse conhecimento ser de grande valia no s para o leitor que gosta de mexer no prprio carro, como tambm para mecnicos e eletricistas de automveis.

Observaes: A resistncia apresentada por um fusvel em bom estado depende das caractersticas do elemento interno mas deve ser sempre muito baixa, da ordem de frao de ohm. Resistncias elevadas so encontradas em fusveis abertos quando ento o valor depende da existncia eventual de umidade. Importante: Nunca tente reparar um fusvel queimado trocando seu elemento queimado por moedas ou pedaos de papel de alumnio ou fio, pois isso comprometer o circuito que ele deve proteger. Sempre troque o fusvel por um de valor igual ao original (corrente em ampres).

O MULTMETRO NO TESTE DE COMPONENTES

PROVA DE FUSVEIS (1) PROVA DE FUSVEIS (2) Tipo de prova: Fora do circuito De continuidade Observao: podem ser testados fusveis de qualquer tipo ou valor (cartucho, rosca, automotivo, encaixe, etc). As provas so de continuidade, revelando se o fusvel est aberto (queimado) ou bom. Tipo de prova: No circuito De presena de tenso na carga Obs: Esta prova permite avaliar tambm se o circuito onde est o fusvel encontra-se em perfeitas condies. A prova feita com a medida da tenso no fusvel.

4. O Multmetro no Laboratrio Nesta ltima parte daremos as aplicaes avanadas do multmetro, analisando circuitos eletrnicos, fazendo trabalhos de diagnsticos e ajustes em equipamentos comerciais e30

CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala apropriada de tenses, de acordo com o tipo (AC ou DC) de tenso encontrada no circuito em que est o fusvel provado. Volts DC nos circuitos de corrente contnua Volts AC nos circuitos de corrente alternada b) Ligue a alimentao do circuito em que o fusvel se encontra c) Encoste as pontas de prova nos extremos do fusvel. Observe a polaridade se o circuito for de corrente contnua. d) Os resultados das leituras so interpretados a seguir. O procedimento mostrado na figura 59 e vlido tambm para os multmetros digitais. Interpretao: Tenso nula - em princpio o fusvel se encontra bom, desde que a tenso total de alimentao tambm seja medida depois dele, veja exemplo da figura 60. Tenso igual da alimentao ou alta (acima de 1 V) - o fusvel se encontra aberto. Obs: se o aparelho tiver outro fusvel na mesma linha, a prova mais segura a realizada fora do circuito. Leitura Condio tenso nula bom tenso alta ou igual da alimentao queimado Observaes: Esta prova interessante, pois evita a retirada do fusvel do suporte, mas eventualmente ela no conclusiva. A interpretao segura apenas aquela que comprova que o fusvel se encontra queimado. Se a indicao for de tenso nula, provas adicionais devem ser feitas para que tenhamos certeza de que o problema do fusvel, e no da linha de alimentao. Importante: Nos circuitos de alta tenso, o mximo de cuidado deve ser tomado com o manejo das pontas de prova, j que estamos trabalhando com um circuito energizado.MULTMETROS 31 Figura 59

PROVA DE INTERRUPTORES Tipo de Prova: Fora do circuito De continuidade e de contato Podem ser provados interruptores de todos os tipos, simples ou mltiplos, com avaliao da resistncia de contato se o multmetro tiver escalas de resistncias baixas que alcancem fraes de ohm.Figura 60

Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala mais baixa de resistncia - OHMS x1 ou OHMS x10 para os analgicos e 200 ohms ou 2000 ohms para os digitais. b) Zere o instrumento - os instrumentos digitais no precisam ser zerados. c) Use garras jacar preferivelmente para fazer a conexo das pontas de prova ao interruptores em teste. d) Faa leituras de resistncia com

podem indicar problemas de isolamento por sujeira ou umidade. Na figura 61 temos o procedimento para esta prova. Posio aberto fechado aberto Leitura Condio resistncia bom infinita resistncia bom nula resistncia ruim nula ou muito baixa resistncia ruim infinita ou muito alta

fechado

Figura 61

o interruptor aberto, e depois fechado. Interpretao: Interruptor fechado - a resistncia deve ser nula ou muito prximo disso, no se admitindo mais do que uma frao de ohm. Nestas condies, o interruptor quando fechado est bom. Interruptor aberto - a resistncia deve ser infinita ou de muitos megohms. Na condio de aberto o interruptor estar bom se apre-

sentar este resultado. Leitura de baixa resistncia nas duas posies, ou de altas resistncias nas duas posies. No primeiro caso, o interruptor est em curto e no segundo caso permanentemente aberto (sem atuao). Leituras de resistncias de mais de 0,1 ohm na condio de fechado podem indicar problemas de contato. Leituras entre 1 M ohm e 10 M ohms na condio de aberto

Observaes: O interruptor ideal tem resistncia nula quando fechado e infinita quando aberto. Na prtica, uma resistncia de frao de ohm tolerada na condio de fechado, e alguns megohms em aberto tambm. Alteraes na resistncia ou falhas de contatos podem ocorrer devido ao desgaste ou queima da parte metlica do contato, principalmente nos circuitos que trabalham com correntes elevadas. Para o teste destes interruptores, recomendamos que eles sejam abertos e fechados vrias vezes. O caso de rdios portteis e outros aparelhos semelhantes (walkmans, CD players, etc) a resistncia de contato elevada pode causar realimentao do tipo motor boating, ou ainda distores nos graves, que prejudicam a sensibilidade e qualidade do som. Importante: Na troca de um interruptor importante observar suas caractersticas principais que so: a capacidade de corrente e a tenso mxima que suportam em aberto.

PROVA DE LMPADAS INCANDESCENTES (1) Tipo de Prova: Fora do circuito para lmpadas de 0,1 a 1000 watts De continuidade ou resistncia do filamento (boa ou queimada) De avaliao da potncia e resistncia a frio

Figura 62

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CURSO DE INTRUMENTAO ELETRNICA

A prova descrita vlida para qualquer tipo de lmpada incandescente com tenses de 1 a 240 V e potncias de menos de 1 W at mais de 1 000 watts. Os resultados das provas permitem saber algo mais do que o simples estado da lmpada como, por exemplo, a sua resistncia de filamento para comparao de potncia. Procedimento: a) Coloque o multmetro na escala mais baixa de resistncias: OHMS x1 ou OHMS x 10 para os analgicos, e 200 ou 2000 ohms para os digitais. b) Zere o instrumento se for analgico. c) Encoste as pontas de prova na base da lmpada realizando a medida da resistncia de seu filamento. d) Os resultados da medida podem ser interpretados conforme indicaes dadas a seguir. Na figura 62 temos o modo de se fazer este teste. Leitura resistncia menor que 500 ohms resistncia infinita Condio

Figura 63

so de 110 V deve apresentar a seguinte resistncia de filamento a quente: R = (110)2 /40 R = 12 100/40 R =