OS SEGREDOS NO USO DO MULTÍMETRO
NEWTON C. BRAGA
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OS SEGREDOS NO USO DO MULTÍMETRO Autor: Newton C. Braga São Pauo ! Bra"# ! 2$1% Paa&ra"!'(a&e: Eetr)n#'a ! Engen(ar#a Eetr)n#'a ! Co*+onente" , Re+ara-ão , Ser&#'e
Copr!g"t b #NT#TUTO NEWTON C BRAGA.
$% e&!'(o To&o) o) &!re!to) re)er*a&o). +ro!b!&a a repro&,'(o tota- o, parc!a- por /,a-/,er me!o o, proce))o e)pec!a-mente por )!)tema) gr01!co) m!cro12-m!co) 1otogr01!co) reprogr01!co) 1onogr01!co) *!&eogr01!co) at,a-mente e3!)tente) o, /,e *en"am a )er !n*enta&o). 4e&a&a a memor!5a'(o e6o, a rec,pera'(o tota- o, parc!a- em /,a-/,er parte &a obra em /,a-/,er programa 7,)c!bern8t!co at,a-mente em ,)o o, /,e *en"a a )er &e)en*o-*!&o o, !mp-anta&o no 1,t,ro. E))a) pro!b!'9e) ap-!cam:)e tamb8m ;) caracter2)t!ca) gr01!ca) &a obra e ; ),a e&!tora'(o. A *!o-a'(o &o) &!re!to) a,tora!) 8 p,n2*e- como cr!me
e par0gra1o) &o C?&!go +ena- c1. Le! n .= &e $6$6=F com pena &e pr!)(o e m,-ta con7,ntamente com b,)ca e apreen)(o e !n&en!5a'(o &!*er)a) $ &a Le! n .== &e $>6$6H Le! &o) D!re!to) A,tora!). Diretor responsável: Newton C. Braga Diagraa!"o e Coor#ena!"o: Renato +a!ott! %
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Índice O ue / u* *ut0*etro........................................................................................................12 Co*o un'#ona o Mut0*etro..............................................................................................21 O n"tru*ento 3e Bo4#na M5&e..........................................................................................21 Me3#n3o Corrente"..............................................................................................................26 Me3#3a" 3e Ten"ão.............................................................................................................%2 D#&er"a" E"'aa" 3e Ten"ão...............................................................................................%7 Me3#3a 3e Re"#"t8n'#a........................................................................................................%9 Me3#n3o Corrente" e Ten"e" Aterna3a" .........................................................................;9 C(egan3o ao Mut0*etro Co*+eto.....................................................................................<$ O Mut0*etro Eetr)n#'o Ana5g#'o .....................................................................................<% O Mut0*etro D#g#ta.............................................................................................................<; Con=u"ão entre Corrente e Ten"ão.....................................................................................<> O C#r'u#to E/tr#'o................................................................................................................6< Terra e Neutro.....................................................................................................................69 O C(oue E/tr#'o...............................................................................................................7$ E=e#to" 3a Corrente no Organ#"*o ?u*ano.......................................................................71 Eetr#'#"ta" 3e @Mão" Gro""a"............................................................................................7; Ana5g#'o ou D#g#ta , ua o Me(or Mut0*etro ...............................................................76 D#g#ta Ana5g#'o...............................................................................................................77 A" Cara'ter0"t#'a" 3o" Mut0*etro".....................................................................................91 ue Mut0*etro Co*+rar.....................................................................................................97 Ca""#=#'an3o o" Mut0*etro"...............................................................................................>1 Mut0*etro" Pro=#""#ona#" , Pa3re" nterna'#ona#" 3e Seguran-a....................................>7 O" Pa3re"..........................................................................................................................>> D#=eren-a" entre o EC!1$1$!1 e o EC %;9........................................................................>> A" Ten"e" M#*a"................................................................................................. .......1$2 Re"u*#n3o........................................................................................................................1$% Co*o U"ar Correta*ente o Mut0*etro............................................................................1$; O Mut0*etro Ana5g#'o B"#'o.........................................................................................1$; O Mut0*etro 3#g#ta...........................................................................................................11% U"an3o o Mut0*etro , Me3#3a" B"#'a"..........................................................................117 Le#tura 3e E"'aa" no" Mut0*etro" Ana5g#'o"................................................................119 U"an3o o Mut0*etro.........................................................................................................12; Me3#3a" 3e Re"#"t8n'#a"...................................................................................................12; No" *ut0*etro" 3#g#ta#"....................................................................................................127 ;
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Re"#"t8n'#a D#reta e Re"#"t8n'#a n&er"a..........................................................................127 Me3#3a" 3e ten"e"..........................................................................................................1%; Le#tura 3e Ten"e" Cont0nua"..........................................................................................1%7 Le#tura 3e Ten"e" Cont0nua" So4re Co*+onente"........................................................1%> Le#tura 3e ten"e" aterna3a" AC ou CA Fot"...............................................................1;; Me3#3a" 3e Corrente".......................................................................................................1;6 A" Ut##3a3e" 3o Mut0*etro...............................................................................................1<2 Erro" Co*un" no U"o 3o Mut0*etro................................................................................1<% RMS e True!RMS ......................................................................................................161 True RMS , O ue #""o #n=u# no "eu eu#+a*ento...........................................................16< Energ#a L#*+a...................................................................................................................16< ?ar*)n#'a".......................................................................................................................166 ator 3e Cr#"ta...................................................................................................................17% Me3#n3o Ten"e" Aterna3a" D#"tor'#3a".........................................................................17< Erro" e* Mo3o Co*u*....................................................................................................177 Erro" 3e ator 3e Cr#"ta....................................................................................................19$ Erro +or Carga AC.............................................................................................................192 Erro" na Me3#3a 3e S#na#" 3e Peuena nten"#3a3e........................................................19% Erro" 3eo H Te*+eratura..............................................................................................19; Erro" na" *e3#3a" 3e 'orrente.........................................................................................19; E=e#to" 3a D#""#+a-ão 3e Pot8n'#a....................................................................................196 E=e#to" 3o Te*+o 3e A'o*o3a*ento...............................................................................197 Me3#3a" 3e Ata" re"#"t8n'#a"...........................................................................................197 ue3a 3e Ten"ão..............................................................................................................19> Erro" na" Me3#3a" 3e reI8n'#a e Per0o3o....................................................................1>$ Mut0*etro" A&an-a3o"................................................................................................... ..1>$ Re+aran3o Mut0*etro".....................................................................................................1>2 A+#'a-e" #*+ortante".....................................................................................................1>7 Te"tan3o 'o*+onente" ....................................................................................................1>9 Te"tan3o 'o*+onente".....................................................................................................2$% Co*o u"ar o Mut0*etro na +ro&a 3e 'ont#nu#3a3e...........................................................222 Te"tan3o u* E#*#na3or 3e P#(a"....................................................................................22< Ma#" "o4re a *e3#-ão 3e ten"e".....................................................................................226 A Me3#3a 3e ten"ão...........................................................................................................229 Poar#3a3e.........................................................................................................................2%6 Me3#3a" 3e Ten"e" e* Eta+a" Tran"#"tor#Ja3a" ...........................................................2%9 Ten"e" e* =onte" 3e a+are(o" &a&ua3o"....................................................................2<< Me3#3a" 3e R 'o* o Mut0*etro.....................................................................................267 Mut0*etro 'o*o Me3#3or 3e nten"#3a3e 3e Ca*+o........................................................27% <
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Me3#n3o o Gan(o 3e u* Tran"#"tor..................................................................................27; Le&antan3o a Cur&a 3e u* D#o3o Kener , M/to3o 1.......................................................276 O4"er&an3o a Cur&a Cara'ter0"t#'a 3e u* Tran"#"tor......................................................279 Co*o Me3#r a *+e3n'#a 3e u* Ato!aante.................................................................29$ reu8n'#a 3e Re""onn'#a 3e u* Ato!aante..............................................................297 Le&antan3o a Cur&a 3e Re"+o"ta 3e u* A*+#=#'a3or.....................................................2>1 Me3#n3o a Sen"#4##3a3e 3e u* A*+#=#'a3or....................................................................2>< Me3#n3o a *+e3n'#a 3e Entra3a 3e u* C#r'u#to 3e Ata *+e3n'#a............................2>9 Me3#n3o a *+e3n'#a 3e Entra3a 3e u* C#r'u#to 3e Ba#a *+e3n'#a.........................%$$ Me3#n3o a Pot8n'#a 3e u* A*+#=#'a3or 3e u3#o............................................................%$1 Me3#n3o o Con"u*o 3e u* A*+#=#'a3or..........................................................................%$6 Pro&a D#n*#'a 3e Tran"#"tore" Un#un-ão......................................................................%$9 Me3#n3o a reu8n'#a 3e Re""onn'#a 3e u* C#r'u#to LC..............................................%1% Fer#=#'an3o o N0&e L5g#'o na Sa03a 3e u* C TTL..........................................................%1< Fer#=#'an3o o N0&e L5g#'o 3e u*a Sa03a CMOS..............................................................%16 Me3#3a 3a Pot8n'#a 3e u* C#r'u#to CA att0*etro........................................................%19 Dete'tan3o O"'#a-e" nu* C#r'u#to................................................................................%2% Au"te 3a Poar#Ja-ão 3e A*+#=#'a3ore" 2.....................................................................%27 Au"te 3e Poar#Ja-ão 3e A*+#=#'a3ore" %.....................................................................%2> Au"te 3e Poar#Ja-ão 3e A*+#=#'a3ore" ;.....................................................................%%$ Proeto" Para Mut0*etro".................................................................................................%%2 MULTÍMETRO DO NCANTE Pro&a3or 3e Co*+onente"......................................%%2 S#*+e" att#*etro......................................................................................................%%9 NANOAMPERÍMETRO................................................................................................%;2
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APRESENTAÇÃO Durante no""a onga 'arre#ra 'o*o e"'r#tor t/'n#'o e"'re&e*o" *a#" 3e 1%$ #&ro" tratan3o 3o" *a#" 3#&er"o" te*a" #ga3o" a te'noog#a eetr)n#'a. A/* 3o no""o Cur"o B"#'o ue =o# u* 4e"t "eer 'o* *a#" 3e 1$$ *# ee*+are" &en3#3o" t#&e*o" u* outro #&ro ue ta*4/* *ar'ou "ua +re"en-a +ea" 3#&er"a" e3#-e" ue te&e e +or "ua enor*e &en3a. aa*o" 3o no""o #&ro @n"tru*enta-ão Mut0*etro" e* 3o#" &ou*e" e ue 3eu "egu#*ento a u*a e3#-ão #n#'#a 'o* o no*e @Tu3o So4re Mut0*etro". E"ta" e3#-e" =ora* +atro'#na3a" +or =a4r#'ante" 3e *ut0*etro" ue '(egara* a 3ar 3e +re"ente u* ee*+ar a ue* 'o*+ra""e u* #n"tru*ento 3e "ua #n(a. O" #&ro" não *a#" =ora* =e#to" e* +a+e e"tan3o e"gota3o" no entanto 'on"tante*ente re'e4e*o" +e3#3o" 3e e#tore" ue 3e"ea* ter e"te" #&ro" tanto na +r5+r#a &er"ão ant#ga 'o*o e* u*a no&a &er"ão. A &er"ão ant#ga te* *u#to" tre'(o" ue a#n3a "ão atua#" e a/* 3#""o =#Je*o" 3e+o#" 3#""o *u#to" art#go" ue trata* 3o te*a *ut0*etro e ue 'erta*ente "er#a* 3e gran3e ut##3a3e "e #n'u03o" nu* no&o #&ro. A era 3o E!4ooQ e"ta '(egan3o e 'o* #""o re"o&e*o" 'r#ar u*a no&a e3#-ão 3o no""o #&ro 3e *ut0*etro" *a" 'o* no&o en=oue. Se+ara*o" a +arte e* ue "e en"#na a u"ar o *ut0*etro no te"te 3e 'o*+onente" 'oo'an3o!a unto 'o* outro" #n"tru*ento" nu*a "/r#e 3e #&ro" ue '(a*a*o" @Co*o Te"tar Co*+onente" +u4#'a3o" +ea e3#tora 3o n"t#tuto Newton C. Braga e* uatro &ou*e" e 3e#a*o" o +r#n'0+#o 3e =un'#ona*ento 3o *ut0*etro "ua" a+#'a-e" *a#" e"+e'0=#'a" e a&an-a3a" 'o*o e"'o(er e u"ar 'orreta*ente e"te #n"tru*ento +ara u* &ou*e "e+ara3o ue / u"ta*ente e"te. Re'o*en3a*o" e"te #&ro 7
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+ara to3o" ue 3e"ea* a+ren3er 'o*o u"ar u* *ut0*etro 'o*o e"'o(er u* +ara "eu ra*o 3e at#a3e e *a#" 3o ue #""o 'o*o t#rar +ro&e#to *#*o 3e to3a" a" "ua" +o""#4##3a3e" e #nter+retar 'orreta*ente "ua" #n3#'a-e". O" 'on(e'#*ento" 'ont#3o" ne"te tra4a(o 3arão ao" u"ur#o" 3e"te #n"tru*ento re'ur"o" ue nun'a ante" ee" +o3er#a* #*ag#nar =aJen3o &aer 'a3a 'enta&o ue ten(a "#3o a+#'a3o na 'o*+ra 3e "eu *ut0*etro. Con"egu#n3o e"te o4et#&o 'o*o no" 3e*a#" #&ro" ue &#"a* +ro+agar o" 'on(e'#*ento" ue =aJe* 3a eetr)n#'a u*a 3a" te'noog#a" *a#" *ara&#(o"a 3e ue +o3e*o" 3#"+or o autor "e "ent#r +ena*ente re'o*+en"a3o +or "eu tra4a(o.
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INTRODUÇÃO Ant#ga*ente o *ut0*etro *ut#te"te ou te"ter 'o*o ta*4/* era '(a*a3o t#n(a "ua #*age* 3#reta*ente #ga3a ao +ro=#""#ona 3a eetr)n#'a. O" t/'n#'o" 3e TF ue &#"#ta&a* o" '#ente" e* 'a"a ou a#n3a ue +o""u0a* u*a o=#'#na 'arrega&a* u* e* "ua *aeta e +ara o" @e#go" auee #n"tru*ent#n(o 'o* "eu reog#n(o +re'#"o +o3#a #n3#'ar uauer t#+o 3e 3e=e#to. O" +r5+r#o" ann'#o" 3e e"'oa" t/'n#'a" e 3e o=#'#na" "e*+re traJ#a* u* +ro=#""#ona #ntro"+e't#&o ea*#nan3o u* eu#+a*ento uauer 'o* "eu *ut0*etro. Era u*a #*age* ue =#'ou na *ente 3e *u#to". ?oe a eetr)n#'a "e e"+a(ou +or u*a #n=#n#3a3e 3e rea". A/* 3o +ro=#""#ona 3a re+ara-ão ue 'on"erta eetro! eetr)n#'o" te*o" a eetr)n#'a auto*ot#&a a" tee'o*un#'a-e" a auto*a-ão +re3#a e re"#3en'#a a "eguran-a a #n=or*t#'a a eetr)n#'a */3#'a e *u#to *a#". No entanto o *ut0*etro não =o# e"ue'#3o #*#gran3o +ara to3a" e"ta" rea" =aJen3o +arte 3a a 3o +ro=#""#ona 3e *anuten-ão #n"taa-ão ou +roeto e* uauer 3e"ta" rea". O *ut0*etro e"t +re"ente a#n3a (oe e* to3o" o" 'a*+o" e* ue a eetr#'#3a3e ta*4/* e"tea. Tu3o ue =un'#ona 'o* eetr#'#3a3e +o3e "er ana#"a3o 'o* u* *ut0*etro. E (oe te*o" u*a &antage* e* rea-ão ao +a""a3o: o" *ut0*etro" 'a0ra* 3e +re-o +o3e* "er en'ontra3o" e* *u#ta" &er"e" 3e a'or3o 'o* o 'a*+o 3e a+#'a-ão e +o""ue* a/* 3#""o re'ur"o" ue o" ant#go" *ut0*etro" não t#n(a*. Mut0*etro" ue +o3e* "er #ga3o" ao" 'o*+uta3ore" *ut0*etro" ue te"ta* 'o*+onente" *ut0*etro" ue gra&a* #n=or*a-e" "ão agun" ee*+o" 3#""o. Ma" nu* +onto o" *ut0*etro" não e&ou0ra*. A #teratura ue o" a'o*+an(a* "e*+re =o# +o4re e a#n3a (oe / +o4re. A *a#or#a 'ont/* a+ena" u* +eueno =o(eto ou #&reto 3e +ou'a" +g#na" ue en"#na o +ro=#""#ona e"tu3ante ou *e"*o a*a3or ue o a3u#re a+ena" a rea#Jar a" *e3#3a" 4"#'a" *a" e 3a0 Co*o #nter+retar e"ta" *e3#3a" Co*o u"ar 'orreta*ente o *ut0*etro nau#o ue eu +re'#"o Pu4#'a*o" re'ente*ente u*a "/r#e 3e #&ro" 'o* o t0tuo @Co*o Te"tar Co*+onente" e* uatro &ou*e" on3e en"#na*o" 3entre outro" re'ur"o" a u"ar o *ut0*etro no te"te 3e *u#ta" 'o#"a" *a" auee tra4a(o não =#'ou 'o*+eto. O *ut0*etro não =o# e+ora3o e* to3o" o" "eu" re'ur"o". U"ar u* *ut0*etro / u*a arte e 'o*o e* to3a arte e#"te* o" "egre3o" 3o" ua#" o" 4on" +ro=#""#ona#" "a4e* t#rar +ro&e#to. 3e"te" "egre3o" ue tratare*o" ne"te 1$
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#&ro. Mo"trare*o" rea*ente +ara ue "er&e u* *ut0*etro ue* 3e&e ter u* *ut0*etro 'o*o u"ar 'orreta*ente e"te #n"tru*ento e #n3o a/* en"#nare*o" o e#tor a e"'o(er o *ut0*etro #3ea +ara "eu ra*o 3e at#a3e ou +ara a a+#'a-ão ue te* e* *ente. No""o #&ro tratar tanto 3o" *ut0*etro" ana5g#'o" ue não "ão tão 'o*un" 'o*o 3o" 3#g#ta#" ue a 'a3a 3#a torna*! "e *a#" "o=#"t#'a3o" e 'o* *a#" re'ur"o". Po3er0a*o" #n'u#r e"te &ou*e na no""a "/r#e 3e Cur"o" *a" 'o*o "e trata ante" 3e u* *anua 3e u"o e e"'o(a 3e#are*o" a an#"e 3#3t#'a 3e"te #n"tru*ento +ara outro &ou*e 3a "/r#e ue ta*4/* a4or3ar outro" #n"tru*ento". En=#* o ue +reten3e*o" 'o* e"te #&ro / en"#nar o e#tor a u"ar 'orreta*ente o *ut0*etro ue e"'o(er +ara "eu ra*o 3e at#a3e.
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O que é um multímetro
N(o po&emo) *er nem )ent!r a e-etr!c!&a&e. A))!m com a &e)coberta &e)ta 1orma &e energ!a /,e po&e )er tran)m!t!&a atra*8) &e 1!o) e )er ,)a&a n,ma !n1!n!&a&e &e ap-!ca'9e) ),rg!, a nece))!&a&e &e )e ter a-g,m rec,r)o para &etectar o, me&!r a e-etr!c!&a&e. A pr!me!ra )o-,'(o *e!o com o pr?pr!o Oer)te& /,e &e)cobr!, /,e ao )e apro3!mar ,ma ag,-"a !manta&a &e ,m 1!o percorr!&o por ,ma corrente e))a ag,-"a )o1r!a ,ma &e1-e3(o con1orme mo)tra a 1!g,ra $.
Figura 1 – A experiência de Oersted
Apro*e!tan&o ent(o e)te 1enImeno a cr!a'(o &e ,m campo por ,ma corrente 1o! po))2*e- &e)en*o-*er !n)tr,mento) capa5e) &e &etectar e me&!r a e-etr!c!&a&e &an&o or!gem ao ga-*anImetro &e bob!na m?*e/,e ana-!)aremo) ma!) a&!ante. Ma) o 1ato 8 /,e ,)an&o ,m !n)tr,mento capa5 &e !n&!car a pre)en'a &e corrente) n,m c!rc,!to 1o! po))2*e- &otar to&o) o) /,e &!retamente e)ta*am en*o-*!&o) com a e-etr!c!&a&e &a capac!&a&e &e me&!:-a &e &!*er)a) 1orma). S,rg!a ent(o o m,-t2metro /,e recebe, &!*er)a) &enom!na'9e) comoJ 12
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Multieter K &o !ng-) m,-t! &!*er)a) e meter me&!&a para !n&!car ,m !n)tr,mento capa5 &e rea-!5ar &!*er)a) me&!&a) Multitester K &o !ng-) m,-t! &!*er)a) e te)ter pro*a&or o, te)ta&or para !n&!car ,m pro*a&or mP-t!p-o $%O%M% K &a&o pe-a) ,n!&a&e) &a) gran&e5a) e-8tr!ca) /,e o !n)tr,mento po&e rea-!5ar no ca)o 4o-t)
•
Ten)(o e-8tr!ca /,e 8 me&!&a em *o-t) <4
•
Corrente e-8tr!ca /,e 8 me&!&a em ampQre)
•
Re)!)tnc!a e-8tr!ca /,e 8 me&!&a em o"m) <
A))!m o m,-t2metro na&a ma!) &o /,e ,m !n)tr,mento /,e na ),a *er)(o b0)!ca po&e rea-!5ar me&!&a) &e corrente ten)(o e re)!)tnc!a). A) *er)9e) mo&erna) )(o ma!) comp-eta) com rec,r)o) a&!c!ona!) /,e perm!tem me&!r o,tra) gran&e5a) e at8 te)tar componente). 1%
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M,-t2metro) e)pec!a!) po&em a!n&aJ •
a5er te)te) &e cont!n,!&a&e
•
Te)tar &!o&o) e tran)!)tore)
•
#nc-,!r ,m !n7etor &e )!na!)
•
Me&!r &ec!b8!) <&B
Com o m,-t2metro po&emo) ent(o me&!r a) pr!nc!pa!) gran&e5a) e-8tr!ca) o /,e 8 &e gran&e !mportnc!a para )e te)tar o e)ta&o &e componente) e c!rc,!to). O) pr!me!ro) m,-t2metro) eram ana-?g!co) o, )e7a t!n"am ,m !n&!ca&or com ,m ponte!ro /,e )e mo*!a por ,ma e)ca-a "a*en&o ent(o ,ma ana-og!a
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Figura 2 – Um multímetro analógico na medida de tensão
Analógico X Digital No nosso livro Curso de letr!nica "igital – #ol 1 explica exatamente o $ue % a eletr!nica digital& O texto dado a seguir 'oi adaptado deste livro&
+or /,e &!g!ta- E)ta 8 certamente a pr!me!ra perg,nta /,e /,a-/,er -e!tor /,e e)t0 Vc"egan&o agoraV e tem apena) a-g,ma ba)e te?r!ca &a E-etrIn!ca pr!nc!pa-mente &a e-etrIn!ca ana-?g!ca como a en)!na&a 1<
