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Medidas de voltagem e corrente

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Figura 1: Circuito básico para medição de voltagem

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Figura 1: Circuito básico para medição de voltagem

Medidas de voltagem e corrente

Ao medir uma voltagem ou uma corrente, a quantidade a ser medida é convertida em uma relação para a respectiva unidade de medida. A tensão é assim exibida como um múltiplo (ou mesmo frações de) um volt. A corrente é medida em amperes.

Medição de voltagem

Em uma medição de voltagem, o dispositivo de medição é conectado em paralelo a uma carga (por exemplo, uma resistência) ou a uma fonte de voltagem. A resistência interna do dispositivo de medição deve ser tão alta quanto possível, para que o dispositivo de medição não falsifique esta medição desnecessariamente. Isto porque o dispositivo de medição é agora paralelo ao resistor e também tira alguma corrente. Para a fonte de tensão isso significa que ela é carregada com a corrente total (resistência e dispositivo de medição) e assim o valor da voltagem muda, mesmo que às vezes apenas ligeiramente.

Na prática, quanto menor a voltagem a ser medida, maior é a influência distorcedora do dispositivo de medição.

Para certos valores de voltagem que são medidos, no entanto, a precisão da medição é de importância secundária. Isso geralmente se aplica às tensões de operação: por exemplo, a eletrônica não se importa se a voltagem de operação é apenas 4,95 ou 5,05 volts ao invés de 5 volts. No entanto, também existem voltagens que devem ser ajustadas com a maior precisão possível. Isto é especialmente verdade para voltagens de referência, por exemplo para conversores analógicos/digitais, que devem ser ajustados a uma precisão de um milésimo de volts.

Com instrumentos de medição analógicos mais antigos, é necessário garantir que a faixa de medição seja selecionada corretamente para o resultado esperado. Se as voltagens são desconhecidas, comece com a maior faixa de medição e reduza-a até que o visor analógico apareça com cerca de 2/3 da escala completa. Só agora o resultado da medição é preciso!

Tomadas de medição
de voltagem

Figura 2: R&S® Scope Rider é um osciloscópio prático com capacidade de medição direta de corrente, tensão e resistência.
(Cortesia da Rohde & Schwarz)

Tomadas de medição
de voltagem

Figura 2: O R&S® Scope Rider é um osciloscópio prático com capacidade de medição direta de corrente, tensão e resistência.
(Cortesia da Rohde & Schwarz)

Os instrumentos de medição modernos têm normalmente um display digital do resultado da medição. Eles também mudam automaticamente a faixa de medição se a voltagem a ser medida assim o exigir. Embora isso seja conveniente, também tem uma desvantagem: mesmo que não haja voltagem alguma no ponto de medição, o medidor exibirá algo: geralmente uma voltagem na faixa de milivolts mais baixa causada pelas menores correntes de creeping. Infelizmente, muitas vezes o símbolo que indica a faixa de medição (mV) também é muito pequeno. Por isso devias ver mais de perto o que o contador mostra.

Medição de voltagem com um osciloscópio

Cada osciloscópio também é adequado para medir tensões DC ou AC diretamente na tela. O osciloscópio deve ser comutado para o modo em que as tensões DC também são exibidas. Para este efeito, é seleccionada uma escala adequada na qual esta tensão DC desenha uma linha horizontal na tela. A escala (por exemplo 1 Volt por linha de escala) é então a medida para a magnitude da tensão: 5 linhas de escala são então exactamente 5 Volts. Ao medir a tensão AC, porém, é assim que se mede a tensão de pico Upico. A voltagem efectiva Ueff teria então de ser calculada. Para uma tensão senoidal é considerada uma aproximação:

Ueff ≈ 0,707· Upico (1)

Existem também dispositivos multifuncionais de medição que, por exemplo, também podem utilizar o conversor analógico/digital, que de qualquer forma é necessário no dispositivo, para a medição directa da voltagem (ver Figura 2). Isto é muito prático, porque se você medir com o instrumento, por exemplo, na mesa giratória de uma antena de radar em uma torre alta, você pode se poupar do trabalho de descer para conseguir outro instrumento.

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Figura 3: Circuito básico para medição de corrente

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Figura 3: Circuito básico para medição de corrente

Medidas de corrente

Ao medir a corrente, o instrumento de medição é normalmente conectado em série no circuito. Isto significa que o circuito é aberto e que o dispositivo de medição é inserido neste ponto. Aqui o dispositivo de medição deve ter a menor resistência interna possível a fim de influenciar a resistência total o mínimo possível, ou seja, para não falsificar o resultado da medição.

Por este motivo, uma resistência de medição em série extremamente pequena é normalmente utilizada no dispositivo de medição. O dispositivo de medição mede apenas a queda de voltagem através deste pequeno resistor e converte o resultado numa corrente de acordo com a lei de Ohm.

Para correntes muito grandes também pode ser utilizado outro princípio de medição: a chamada pinça de corrente. Também mede a corrente apenas indirectamente, porque mede realmente o campo magnético criado pelo fluxo de corrente no condutor e converte-o numa intensidade de corrente. No entanto, só pode ser usado se um único condutor puder ser coberto com a braçadeira. Um cabo multicondutor causa uma medição incorreta.

Medidas de Resistência

A medição de uma resistência óhmica é uma capacidade da maioria dos multímetros. Há duas maneiras de o medir:

  1. A resistência é carregada com uma corrente constante de magnitude conhecida a partir de uma fonte de corrente constante. O resultado da medição é proporcional à queda de tensão através do resistor (como mostrado na Figura 1). A partir daí, a magnitude da resistência pode ser calculada.
  2. O resistor é carregado com uma tensão constante e regulada de magnitude conhecida. O resultado da medição é proporcional à corrente através do resistor (como mostrado na figura 3). A partir disto, a magnitude da resistência pode ser calculada.
Medidas de capacitância

Na verdade, esta medição é semelhante à medição da resistência, excepto que em vez de corrente contínua é utilizada uma corrente alternada com uma frequência conhecida. Assim, a chamada reactância (resistência de corrente alternada) do condensador é medida e a sua capacidade é calculada com a frequência conhecida.

No entanto, fazer isto com um multímetro é mais uma estimativa do que uma medição. Mas com esta medida pode-se fazer uma declaração se o condensador ainda está funcional ou não.


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