O que é um multímetro
Introdução
Não podemos ver nem sentir a eletricidade. Assim, com a descoberta desta forma de energia, que pode ser transmitida através de fios e ser usada numa infinidade de aplicações, surgiu a necessidade de se ter algum recurso para detectar ou medir a eletricidade.
A primeira solução veio com o próprio Oersted que descobriu que ao se aproximar uma agulha imantada de um fio percorrido por uma corrente essa agulha sofria uma deflexão, conforme mostra a figura abaixo.
Aproveitando então este fenômeno, a criação de um campo por uma corrente, foi possível desenvolver instrumentos capazes de detectar e medir a eletricidade dando origem ao galvanômetro de bobina móvel que analisaremos mais adiante.
Mas, o fato é que usando um instrumento capaz de indicar a presença de correntes num circuito, foi possível dotar todos os que diretamente estavam envolvidos com a eletricidade da capacidade de medi-la de diversas formas.
Surgia então o multímetro, que recebeu diversas denominações, como:
Multimeter – do inglês “multi” = diversas e “meter” = medida, para indicar um instrumento capaz de realizar diversas medidas.
Multitester – do inglês “multi” = diversas e “tester” = provador ou testador para indicar um provador múltiplo.
V.O.M. – dado pelas unidades das grandezas elétricas que o instrumento pode realizar, no caso Volts (tensão), Ohms (resistência) e Miliampères (corrente).
Tester – de testador em inglês.
Em eletricidade, temos três grandezas elétricas básicas que o multímetro mede com precisão e, baseados nelas, podemos empregar esse instrumento numa ampla variedade de aplicações práticas.
As três grandezas básicas que o multímetro mede são:
- Tensão elétrica que é medida em volts (V)
- Corrente elétrica que é medida em ampères (A)
- Resistência elétrica que é medida em ohms (Ω)
Assim, o multímetro nada mais do que um instrumento que, na sua versão básica pode realizar medidas de corrente, tensão e resistências. As versões modernas são mais completas, com recursos adicionais que permitem medir outras grandezas e até testar componentes.
Multímetros especiais podem ainda:
- Fazer testes de continuidade
- Testar diodos e transistores
- Incluir um injetor de sinais
- Medir decibéis (dB)
Com o multímetro podemos então medir as principais grandezas elétricas, o que é de grande importância para se testar o estado de componentes e circuitos.
Os primeiros multímetros eram analógicos, ou seja, tinham um indicador com um ponteiro que se movia por uma escala, havendo então uma analogia (correspondência direta) entre a grandeza medida e o deslocamento desse ponteiro na escala, conforme a figura abaixo.
Multímetro Digital
Dificilmente encontraremos um multímetro analógico e se encontrarmos, vamos preferir usar um digital. Então veremos a partir de agora como utilizar o aparelho digital.
Introdução e Noções Básicas
Um multímetro digital oferece a facilidade de mostrar diretamente em seu visor, que chamamos de display de cristal líquido, ou simplesmente display, o valor numérico da grandeza medida, sem termos que ficarmos fazendo multiplicações e leituras em escalas complicadas como ocorre com multímetros analógicos.
Um multímetro digital pode ser utilizado para diversos tipos de medidas, as mais comuns são tensão elétrica (medida em volts – V), corrente elétrica (medida em amperes – A), resistência elétrica (medida em Ohms – Ω – letra Grega ômega).
Além destas ele pode ter escalas para outras medidas específicas como: temperatura, freqüência, semicondutores (escala indicada pelo símbolo de um diodo), capacitância, ganho de transistores, continuidade (através de um sinal sonoro), etc.
Em multímetros digitais o valor da escala já indica o máximo valor a ser medido por ela, independente da grandeza. Temos abaixo uma indicação de valores típicos encontrados na prática para estas escalas:
- Escalas de tensão contínua: 200mV, 2V, 20V, 1000V ou 200mV, 2V, 20V, 1000V ou 1kV.
- Escalas de tensão alternada: 200V, 750V ou 200V, 750V.
- Escalas de resistência: 200Ω, 2000Ω ou 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ, 2MΩ ou 20000kΩ.
- Escalas de corrente contínua: 200uA, 2000uA ou 2mA, 20mA, 200mA, 2A, 10 ou 20A.
- Escalas de corrente alternada: 2A, 10A.
A seleção entre as escalas pode ser feita através de uma chave rotativa, chaves de pressão, chaves tipo H-H ou o multímetro pode mesmo não ter chave alguma, neste caso falamos que o multímetro digital é um equipamento de auto-range (auto-escala), ou seja, ele seleciona a grandeza e a escala que esta sendo medida automaticamente. Em alguns casos podemos encontrar multímetros que tem apenas uma escala para tensão, uma para corrente e uma para resistência, este tipo de multímetro também é auto-range, nele não é preciso se procurar uma escala específica para se medir um determinado valor de tensão.
Uma coisa muito importante ao se usar um multímetro digital é saber selecionar a escala correta para a medição a ser feita. Sendo assim podemos exemplificar algumas grandezas com seus respectivos nomes nas escalas:
- Tensão contínua: VCC, DCV, VDC ou V com duas linhas sobre ele, uma tracejada e outra continua.
- Tensão alternada: VCA, ACV, VAC ou V juntamente com o símbolo ~ sobre ele.
- Corrente contínua: DCA, ADC ou A com duas linhas sobre ele, uma tracejada e outra continua.
- Corrente alternada: ACA ou A juntamente com o símbolo ~ sobre ele.
- Resistência = Ohms, Ω
Medidas de Tensão
Para medirmos uma tensão é necessário que conectemos as pontas de prova em paralelo com o ponto a ser medido, tal como ilustrado na figura abaixo. Se quisermos medir a tensão aplicada sobre uma lâmpada devemos colocar uma ponta de prova de cada lado da lâmpada, isto é uma ligação em paralelo.
É importante observar que, no caso particular de tensão continua (VDC, VCC ou DCV), a leitura no multímetro fornece uma medida da diferença de potencial entre as ponteiras vermelha (ponteira de polaridade positiva) com relação a preta (comum ou ponteira de polaridade negativa). Na ilustração acima iremos portanto ler um valor positivo de tensão. Por outro lado, se por um acaso invertermos as ponteiras iremos ler um valor negativo.
No caso de medidas de tensão alternada (VCA, VDC ou DCV) a polaridade ou cor das ponteiras não é importante. O multímetro incorpora um retificador adequado para uso com correntes alternadas de freqüência tipicamente entre 40 e 400 Hz. O valor lido no multímetro corresponde ao valor eficaz ou RMS da tensão alternada entre as ponteiras.
Para a medida de tensões elevadas, tento alternada como continua, superiores a 250 Volts, será necessário o uso de ponteiras especiais e muitas vezes deslocar o borne da ponteira positiva (ponteira vermelha) para um conector especialmente dedicado as medidas de altas tensões. Para isto devemos consultar cuidadosamente o manual do multímetro digital que estamos utilizando.
Medidas de Corrente
Para medirmos corrente com um multímetro digital, devemos colocar ele em série com o ponto a ser medido, como ilustrado na figura abaixo. Se quisermos medir a corrente que circula por uma
lâmpada devemos desligar um lado da lâmpada, encostar neste ponto uma ponta de prova e a outro ponta deve ser encostado no fio que soltamos da lâmpada, ou seja, uma ligação em série. É importante salientar que muitos multímetros digitais só medem corrente contínua, portanto não devem ser usados para se medir a corrente alternada fornecida pela rede elétrica. Encontramos corrente contínua em pilhas, dínamos e fontes de alimentação, que são conversores de tensão e corrente alternada em tensão e corrente continua.
Cabe observar cuidadosamente a polaridade das ponteiras. Uma leitura de um valor positivo de corrente corresponde a uma corrente fluindo da ponteira vermelha para a ponteira preta
passando pelo circuito do multímetro. Uma leitura negativa corresponderá ao caso contrario.
Para medirmos correntes elevadas devemos tipicamente deslocar o borne da ponteira positiva (ponteira vermelha) para um conector especialmente dedicado as medidas de altas correntes. Para isto devemos consultar cuidadosamente o manual do multímetro digital que estamos usando.
Multímetros digitais mais modernos já incorporam medidas de corrente alternada (ACA ou Ã). O procedimento usado para a medida de valores moderados de corrente (alguns mA’s) é em geral bastante similar ao caso de correntes continuas (DCA), sendo a polaridade das ponteiras completamente sem importância. Contudo, devido a enorme variedade de modelos e marcas disponíveis no mercado, é imprescindível uma cuidadosa leitura do manual do multímetro digital que estamos usando antes de efetuarmos tal medida.
Medidas de Resistência
Para medirmos resistência devemos desligar todos os pontos da peça a ser medida (uma lâmpada incandescente, por exemplo, deve estar fora do seu soquete) e encostarmos uma ponta de prova
em cada lado da peça. No caso de uma lâmpada incandescente encostamos uma ponta de prova na rosca e outra na parte inferior e metálica do conector da lâmpada. Este procedimento é ilustrado na figura abaixo.
Muitos multímetros incorporam também testes de continuidade (ou baixas resistências) que se utilizam de avisos sonoros (um “beep” agudo). Estes testes são particularmente úteis quando
estamos testando a continuidade de cabos elétricos. O procedimento usado é inteiramente similar ao usado para medidas de resistência
Cuidados no Manuseio de um Multímetro
Todas estas medidas devem ser feitas com bastante critério e nunca devemos encostar as mãos em nenhuma ponta de prova durante uma medida, caso isto aconteça corremos o risco de levarmos um choque elétrico e/ou termos uma leitura errada. Treine bastante como manipular as ponteiras e leia o manual do multímetro antes de começar a medir.
Uma coisa importante de se perceber é que a grande maioria dos multímetros digitais tem 3 ou 4 bornes para a ligação das pontas de prova. Normalmente um é comum (COM) e os outros servem para medição de tensão, resistência e corrente. A indicação dos bornes sempre mostra para quais escalas eles podem ser usados. Preste atenção. Eis a seguir um exemplo de como eles estão dispostos em um multímetro VOLTCRAFT com auto-range
- Conector ou Borne comum, normalmente indicado por COM – é onde deve estar sempre ligada a ponta de prova preta.
- Conector ou Borne indicado por V/Ohms/mA – nele deve estar conectada a ponta de prova vermelha para a medição de tensão (contínua ou alternada), resistência e corrente na ordem de miliamperes.
- Conector ou Borne indicado por 10A MAX – a ponta de prova vermelha deve ser ligada nele para a medição de corrente continua ou alternada superiores a 400mA. Observação: vários multímetros digitais não medem corrente alternada, verifique se existe uma escala em seu instrumento para isto antes de fazer a medição.
Quando um multímetro apresenta escalas para medição de capacitância ou ganho (beta) de transistores normalmente eles tem conectores específicos para isto. Estes conectores estão indicados no painel do instrumento. É bom lembrar que capacitores devem ser sempre descarregados antes da medição. Para fazer isto coloque os seus dois terminais em curto usando uma chave de fenda (se o capacitor tiver mais de um terminal positivo ele deverão ser colocados em curto com o terra individualmente). Alguns modelos mais sofiticados incluem tambem medidas de freqüência e temperatura. Nestes casos devemos consultar o respectivo manual para procedermos corretamente tais medidas.
Multímetros digitais normalmente mostram uma indicação que a bateria está se esgotando, isto normalmente é feito, através de um símbolo de bateria que aparece continuamente ou que fica piscando no display. Quando isto ocorrer troque a bateria, multímetros digitais com bateria “fraca” costumam apresentar um grande erro em suas leituras. Caso a leitura precise ser monitorada durante um longo tempo este problema poderá fazer com que você acredite que uma tensão, ou corrente, está variando, quando ela está fixa e é a bateria do multímetro que está fraca.
A chave de liga-desliga de um multímetro digital pode ser uma das posições da chave rotativa como pode ser uma chave ao lado do instrumento. Deixe sempre desligado o multímetro caso não o esteja utilizando.
A maioria dos multímetros digitais que existem a venda são chamados de multímetros digitais de 3 1⁄2 dígitos (3 dígitos e meio). Isto quer dizer que ele é capaz de medir grandezas de até 3 números completos mais meio número.
Comentários Finais
Ao escolher um multímetro digital lembre-se que deve ter no mínimo:
- Escalas para tensão alternada.
- Escalas para tensão continua.
- Escalas para corrente continua.
- Escalas para resistência.
Para a medição de corrente alternada é mais fácil e prático o uso de alicates amperiométricos (normalmente chamados de teste alicate) que podem fazer esta leitura sem estar em série com o circuito (sem interrompe-lo). Uma alicate amperiométrico digital também terá as mesmas escalas (pelo menos as 4 básicas: tensão alternada, tensão continua, corrente continua e resistência) de um multímetro digital, porém ele possui uma “garra” capaz de envolver o fio e medir a corrente que circula por ele. Mas é bom lembrar que este tipo de alicate só mede, desta forma, corrente alternada. Isto acontece via a medição do campo eletromagnético através da “garra”. Tais testes são recomendados para medidas de correntes alternadas elevadas como as encontradas em maquinas e motores.
Manual do Multímetro que usamos em nossos laboratórios (IFPE – Campus Afogados da Ingazeira).