Instrumentos de medição elétrica (ohmímetro, amperímetro, voltímetro)

Para todo amador, estudante de eletricidade, eletrônica ou áreas afins, o sonho é ter seus próprios instrumentos de medição. Em alguns casos, os trainees adquirem instrumentos de qualidade muito baixa que, em vez de ajudá-los a aprender, complicam as falhas ou mostram medições falsas.  

Em outros casos, os aprendizes adquirem instrumentos de altíssima qualidade, mas, sem experiência, fazem as conexões erradas, resultando em um desencontro ou falha do instrumento. Ao longo deste artigo vamos mostrar seu uso correto, aplicações e verificação de sua calibração.

O que são instrumentos de medição elétricos?

Para realizar um estudo de sinais elétricos, temos que medi-los e, claro, gravá-los. É muito importante para quem deseja analisar esses fenômenos ter instrumentos de medição elétricos confiáveis.
As medições são feitas com base em parâmetros elétricos, de acordo com suas propriedades como pressão, vazão, força ou temperatura. Neste artigo, vamos nos dedicar a estudar os instrumentos de medição para os parâmetros básicos mais comuns, tais como:

• O Ohmímetro.
• O amperímetro.
• O voltímetro.

O que é um ohmímetro?

É um instrumento de medição de resistência elétrica. Usando o relação entre a diferença de potencial (Tensão) e a intensidade da corrente elétrica (Amps) desenvolvida pela lei de Ohm.

By the way, você pode estar interessado em ver mais tarde O que afirma a lei de Ohm e seus segredos?

O ohmímetro analógico:

Use um galvanômetro, que é um medidor de corrente elétrica. Que funciona como um transdutor, recebendo a corrente elétrica com tensão constante causando alterações em um ponteiro que indica a medição por meio de uma relação que é calculada por Lei de Ohm. (Veja o artigo da lei de Ohm) Ver Figura 2

O ohmímetro digital:

Neste caso, você não usa o galvanômetro, em vez disso, use um relação com um divisor de tensão (que depende da escala) e uma aquisição de sinal (analógico / digital) tirando o valor da resistência pelo A relação jurídica de Ohm. Veja a figura 3

Conexão do ohmímetro:

O ohmímetro é conectado em paralelo à carga (ver figura 4), é recomendado que a ponta do instrumento esteja em ótimas condições (Pontas sulfatadas ou sujas causam erro de medição). É importante observar que o fornecimento da diferença de potencial é feito pela bateria interna do instrumento.

Passos para realizar uma medição correta com instrumentos de medição elétricos:

Recomendamos realizar as seguintes etapas para obter melhores resultados em suas medições:

Calibração e verificação do cabo de teste:

Em instrumentos analógicos, era obrigatório realizar uma calibração e verificação das pontas, mas em instrumentos digitais que em tese são automáticos, existem fatores que essa calibração pode, ao invés de automatizar (se tudo não estiver correto), produzir desalinhamento ou erro nas medições. Recomendamos realizar sempre que precisarmos de uma medição, verifique a calibração do instrumento:

Verificação de dicas:

Esta etapa é muito básica, mas elementar para obter leituras com uma margem de erro inferior (Recomendamos fazer isso com frequência), eles consistem apenas em unir as pontas do instrumento forçando uma medição de +/- 0 Ω conforme mostrado na figura 5

Deve-se enfatizar que a obtenção como resultado neste Calibração 0 Ω é ideal, deve-se lembrar que as pontas de medição utilizam cabos de cobre (em tese excelentes condutores) mas na prática todos os condutores apresentam alguma resistência, assim como as pontas (geralmente são de aço inoxidável, os profissionais são de cobre com prata banho), porém não justificam um resultado maior que 0.2 Ω +/- a porcentagem (%) da precisão de leitura do instrumento.
Para dar um valor alto, recomendamos: limpe as pontas, verifique a calibração do instrumento e no ponto mais crítico, o estado da bateria do instrumento.

Verificação da calibração do instrumento:

Para este teste, recomendamos ter um padrão, por exemplo, um resistor de 100 Ω com uma tolerância não superior a +/- 1% em outras palavras:
R Máx = 100 Ω + (100Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Agora, se neste ponto adicionarmos o erro de leitura do instrumento (depende da marca e da qualidade do ohmímetro), geralmente um instrumento digital Fluke modelo 117 na escala de faixa automática (0 - 6 M Ω) é +/- 0.9% [ 2], para que possamos ter a seguinte gama de medidas:
R Máx = 101 Ω + (101Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Claro, esse resultado é relativo, já que as condições ambientais (um ponto muito importante para calibração com padrões) e o erro zero não foram considerados, mas apesar de todos esses fatores devemos ter um valor aproximado ao padrão.
Se você não usar um instrumento de escala automática, é aconselhável colocá-lo na faixa de medição mais próxima do padrão.

Na figura 6, vemos 2 multímetros (é um instrumento tudo-em-um), neste caso a pata 117 é de escala automática e o UNI-T UT38C deve ser selecionado na escala mais próxima do padrão. Por exemplo, o multímetro da marca UNI-T modelo UT-39c [3] para esta verificação é recomendado 200 Ω

Precauções ao usar o ohmímetro como um instrumento de medição elétrica:

Para o uso correto deste instrumento de medição, recomendamos os seguintes pontos:

1. Para realizar medições com o Ohmímetro, você deve ter as fontes de alimentação desconectadas.
2. Como já foi detalhado no ponto anterior, a verificação dos cabos de teste e a verificação da calibração devem ser realizadas antes da medição.
3. Para obter uma medição correta, recomenda-se desconectar pelo menos um terminal da resistência ou componente, evitando assim qualquer impedância em paralelo.

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O que é o amperímetro?

O amperímetro é usado para medir a intensidade das correntes elétricas em uma ramificação ou nó do circuito elétrico.

O amperímetro analógico:

Os amperímetros possuem uma resistência interna denominada shunt (RS), geralmente abaixo de 1 ohm de alta precisão, tem o objetivo de diminuir a intensidade da corrente elétrica do nó conectado em paralelo ao galvanômetro. Veja a figura 7.

O amperímetro digital:

Assim como o amperímetro paralelo, ele usa uma resistência de shunt proporcional à escala, mas ao invés de usar um galvanômetro, é realizada uma aquisição de sinal (analógico / digital), geralmente usa filtros passa-baixa para evitar ruídos.

Passos para realizar uma medição correta com o amperímetro como um instrumento de medição elétrica:

• O amperímetro é conectado em série (com um jumper) à carga, conforme mostrado na figura 9

• É aconselhável fazer as conexões com a fonte desligada colocando o amperímetro na escala Máxima e baixando a escala até atingir a escala recomendada.
• É sempre recomendável verificar o status da bateria e dos fusíveis antes de tomar qualquer medida.

Precauções ao usar o amperímetro como um instrumento de medição elétrica:

• É importante lembrar que o amperímetro depende da resistência do shunt em paralelo, ou seja, a impedância interna tende a ser 0 Ω em teoria (na prática dependerá da escala), mas geralmente é menor que 1 Ω, portanto ele nunca deve ser conectado em PARALELO.
• É muito importante verificar o fusível de proteção e nunca definir um valor superior ao recomendado.

Qual é o voltímetro?

El Voltímetro É um instrumento usado para medir a diferença de potencial entre dois pontos em um circuito elétrico.

O voltímetro analógico:

Consiste em um galvanômetro com resistência em série onde seu valor dependerá da escala selecionada, ver figura 10

O voltímetro digital:

O voltímetro digital tem o mesmo princípio do voltímetro analógico, com a diferença de que o galvanômetro é substituído por uma resistência, formando um circuito divisor de tensão com relação proporcional.

Conexão do voltímetro:

Os voltímetros têm uma impedância alta em teoria eles tendem a ser infinitos na prática eles têm em média 1M Ω (claro que varia de acordo com a escala), sua conexão é em paralelo como mostrado na figura 12

Etapas para realizar uma medição correta com o voltímetro como um instrumento de medição elétrico:

A. Sempre coloque o voltímetro na escala mais alta (para proteção) e progressivamente abaixe até a escala mais próxima acima da medição.
B. Sempre verifique o status da bateria do instrumento (com uma bateria descarregada, ocorrem erros de medição).
C. Verifique a polaridade dos cabos de teste, é recomendado respeitar a cor dos cabos de teste (+ Vermelho) (- Preto).
D. No caso de negativo, é recomendado fixá-lo em (-) ou terra do circuito e variar o cabo de teste (+).
E. Verifique se a medição de tensão desejada é DC (corrente contínua) ou AC (corrente alternada).

Precauções ao usar o voltímetro como uma ferramenta de medição elétrica:

Os voltímetros geralmente têm uma escala relativamente alta (600 V - 1000 V), sempre iniciam a leitura nesta escala (CA / CC).
Lembramos que as medições são em paralelo (em série causaria um circuito aberto) veja o tópico de lei de ohm.

Recomendações finais para instrumentos de medição elétrica

Para qualquer fanático, estudante ou técnico nas áreas de eletrónica, eletricidade é imprescindível saber utilizar instrumentos de medição, a sua calibração é necessária para efetuar diagnósticos e avaliações técnicas. No caso de você usar um multímetro faça como de costume a verificação da calibração do ohmímetro, visto que nestes instrumentos (todos em um), todos os parâmetros estão de alguma forma interligados por exemplo (bateria, ponteiras, amperímetros e voltímetro para medição de variáveis ​​de resistência entre outros).

O uso de padrão de teste para os instrumentos de medição elétrica Ohmímetro, Amperímetro e Voltímetro é necessário para fazê-lo constantemente devido à nossa experiência de não fazê-lo e infelizmente ter o instrumento fora de calibração, pode nos dar falsos sinais de falhas ou erros de leitura.

Esperamos que este artigo introdutório ao assunto seja útil, aguardamos seus comentários e dúvidas.