Quando começamos a montar projetos de eletrônica, rapidamente percebemos que não basta apenas ligar os componentes e verificar se o circuito funciona.
Em algum momento precisamos responder perguntas como:
Qual é a tensão neste ponto do circuito?
Quanto de corrente o meu projeto está consumindo?
A bateria ainda está fornecendo a tensão esperada?
A fonte consegue alimentar o circuito adequadamente?
Para responder essas perguntas precisamos utilizar instrumentos de medição elétrica.
Neste artigo vou apresentar alguns exemplos de instrumentos que podemos utilizar para medir principalmente tensão e corrente contínua (CC) em nossos projetos.
Por que medir tensão e corrente?
Imagine que você montou um circuito alimentado por uma bateria.
O circuito não funciona.
Podemos começar trocando componentes aleatoriamente, verificando fios e tentando descobrir visualmente o que aconteceu.
Existe uma maneira muito melhor:
medir.
Se soubermos qual deveria ser a tensão em determinado ponto e utilizarmos um instrumento para verificar o valor real, começamos a transformar um problema desconhecido em um:
diagnóstico.
É uma das grandes diferenças entre simplesmente montar circuitos e começar realmente a compreender eletrônica.
O que é tensão elétrica?
A tensão elétrica é medida em:
volts (V).
De maneira bastante simplificada, podemos pensar na tensão como uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos.
Uma pilha, por exemplo, apresenta uma diferença de potencial entre seus terminais.
Quando queremos saber qual é essa tensão, utilizamos um instrumento adequado e fazemos a medição entre:
dois pontos.
Por isso a medição de tensão é realizada colocando o instrumento em paralelo com aquilo que desejamos medir.
Como medir uma tensão contínua?
Suponha que queremos medir a tensão de uma bateria.
Colocamos uma ponta de prova em um terminal e a outra no outro terminal.
Temos:
terminal positivo → instrumento ← terminal negativo.
O circuito que está sendo medido não precisa ser interrompido apenas para realizarmos essa medição.
Essa é uma característica importante:
tensão é medida em paralelo.
Em um multímetro digital, selecionamos a função correspondente à medição de:
tensão contínua — DC ou CC.
Dependendo do aparelho, podemos encontrar símbolos como:
V⎓
para indicar essa função.
E o que é corrente elétrica?
A corrente elétrica representa o fluxo de carga elétrica e sua unidade é o:
ampere (A).
Em pequenos circuitos encontramos frequentemente valores expressos em:
mA — miliampere.
Como:
1 A = 1000 mA.
Conhecer a corrente consumida por um projeto é extremamente importante.
Imagine um circuito que deveria consumir aproximadamente:
100 mA
mas está consumindo:
800 mA.
Isso pode indicar algum problema.
Corrente não é medida da mesma maneira que tensão
Esse é um dos pontos mais importantes deste artigo.
Para medir tensão normalmente colocamos o instrumento:
em paralelo.
Para medir corrente, o procedimento tradicional com um amperímetro exige que a corrente que queremos medir:
passe pelo instrumento.
Portanto, ele precisa entrar:
em série com o circuito.
Podemos representar:
fonte → amperímetro → circuito → retorno para a fonte.
Isso significa que normalmente precisamos abrir um ponto do circuito e inserir o instrumento naquele caminho.
Um erro aqui pode causar problemas
Se configurarmos o multímetro para medir corrente e simplesmente colocarmos suas pontas diretamente entre os terminais de uma bateria ou fonte, como faríamos para medir tensão, podemos provocar uma corrente muito elevada.
Dependendo do instrumento e da fonte, podemos:
queimar o fusível do multímetro;
danificar o instrumento;
danificar o circuito
ou criar uma situação perigosa.
Portanto, antes de medir, precisamos saber:
o que queremos medir e como o instrumento deve ser conectado.
Veja alguns instrumentos de medição na prática
No vídeo abaixo mostro exemplos de instrumentos utilizados para aferir tensão e corrente contínua em projetos.
Depois de assistir ao vídeo, vamos aprofundar alguns conceitos importantes sobre essas medições.
O multímetro é um dos instrumentos mais úteis da bancada
Para quem trabalha com eletrônica, provavelmente um dos primeiros instrumentos que vale a pena conhecer é o:
multímetro.
Como o próprio nome sugere, ele permite realizar diferentes tipos de medição utilizando o mesmo aparelho.
Dependendo do modelo, podemos medir:
tensão contínua;
tensão alternada;
corrente;
resistência;
continuidade;
diodos
e outras grandezas e componentes.
Por isso ele se torna uma espécie de ferramenta básica da bancada.
Multímetro digital e analógico
Existem diferentes tipos de multímetros.
Os modelos digitais apresentam o valor da medição diretamente em um display.
Por exemplo:
5,02 V
ou:
12,4 V.
Já os multímetros analógicos utilizam normalmente um:
ponteiro + escala.
Nos instrumentos analógicos precisamos interpretar corretamente a escala selecionada.
Embora os digitais tenham se tornado extremamente comuns, os analógicos continuam sendo interessantes para determinadas observações e, principalmente, para compreender como os instrumentos de medição evoluíram.
O voltímetro
Quando um instrumento é destinado especificamente à medição de tensão, podemos chamá-lo de:
voltímetro.
Sua unidade de indicação será:
volt.
Podemos encontrar pequenos voltímetros digitais que ficam instalados permanentemente em projetos.
Isso é muito útil quando queremos observar continuamente a tensão de:
uma bateria;
uma fonte;
um sistema de alimentação.
Em vez de pegar o multímetro todas as vezes, o próprio equipamento já possui uma indicação.
O amperímetro
O instrumento utilizado para medir corrente é o:
amperímetro.
Sua leitura pode aparecer em:
A
ou:
mA
dependendo da faixa de corrente.
Também existem pequenos módulos digitais que podem permanecer instalados em um projeto mostrando continuamente a corrente consumida.
E podemos medir tensão e corrente ao mesmo tempo
Essa combinação é especialmente interessante.
Imagine um projeto alimentado por bateria.
Podemos querer acompanhar simultaneamente:
tensão da bateria
e:
corrente consumida pelo circuito.
Existem módulos que apresentam essas duas informações.
Isso permite observar o comportamento do sistema durante seu funcionamento.
Por exemplo:
motor desligado → corrente pequena
motor ligado → corrente aumenta
motor sob carga → corrente aumenta ainda mais.
Essas medições começam a revelar o que realmente está acontecendo eletricamente.
Medir corrente em motores é especialmente interessante
Motores elétricos são ótimos exemplos porque seu consumo não permanece necessariamente constante.
Um motor girando livremente pode consumir determinada corrente.
Quando colocamos uma carga mecânica:
a corrente pode aumentar.
Se impedirmos completamente a rotação do eixo, podemos chegar à condição de:
rotor bloqueado — stall.
Nessa situação, a corrente pode ficar muito elevada.
É por isso que saber apenas:
“meu motor funciona com 6 V”
não é suficiente para escolher uma fonte.
Precisamos também conhecer:
quanto de corrente ele pode exigir.
A fonte precisa fornecer a corrente necessária
Imagine um circuito que precisa de:
5 V e 1 A.
Você encontra uma fonte que fornece:
5 V e 200 mA.
A tensão parece correta.
Mas a capacidade de corrente é insuficiente.
O circuito pode:
não funcionar;
funcionar de maneira instável;
provocar queda de tensão;
sobrecarregar a fonte.
É por isso que tensão e corrente precisam ser analisadas em conjunto.
E assim chegamos à potência
Em circuitos de corrente contínua, podemos utilizar a relação:
P = V × I
onde:
P = potência em watts
V = tensão em volts
I = corrente em amperes
Se um equipamento está recebendo:
12 V
e consumindo:
2 A,
temos:
P = 12 × 2
P = 24 W.
Com apenas duas medições conseguimos calcular outra informação extremamente útil.
Medir ajuda a escolher a bateria
Imagine agora um projeto portátil.
Você mede e descobre que ele consome aproximadamente:
500 mA.
Essa informação já ajuda a pensar sobre a bateria necessária e sua autonomia.
Um projeto que consome:
50 mA
possui uma necessidade energética muito diferente de outro que consome:
2 A.
Portanto, antes de escolher uma bateria apenas pelo tamanho ou pela tensão, é importante conhecer o:
consumo real do projeto.
Medições também ajudam a encontrar defeitos
Suponha que um circuito de 5 V não esteja funcionando.
Pegamos o multímetro e começamos a medir.
Na saída da fonte:
5,0 V.
Depois de determinado componente:
5,0 V.
Mais adiante:
0 V.
Agora temos uma pista.
O problema provavelmente está localizado entre os pontos onde encontramos:
5 V
e:
0 V.
É uma investigação muito mais eficiente do que trocar componentes aleatoriamente.
O instrumento transforma uma hipótese em informação
Podemos pensar assim:
Sem medir:
“acho que a bateria está fraca.”
Medindo:
“a bateria está fornecendo 3,1 V.”
Sem medir:
“acho que o motor está puxando muita corrente.”
Medindo:
“o motor está consumindo 1,8 A.”
Essa mudança é fundamental na eletrônica.
Saímos do:
acho
para:
medi.
A escolha da escala também importa
Em instrumentos que não possuem seleção automática de faixa, precisamos escolher uma escala adequada.
Se esperamos medir aproximadamente 12 V, por exemplo, não devemos começar utilizando uma escala cujo máximo seja menor do que o valor esperado.
Quando não sabemos qual será o valor, uma prática comum é começar por uma:
faixa mais alta
e depois reduzir até obter uma leitura adequada.
Isso é especialmente importante em instrumentos analógicos.
Observe também onde as pontas de prova estão conectadas
Multímetros normalmente possuem diferentes conectores para as pontas de prova.
Podemos encontrar algo como:
COM
V/Ω
mA
10 A
ou variações semelhantes.
A posição correta depende da grandeza que será medida.
Um erro bastante comum acontece quando terminamos uma medição de corrente, deixamos a ponta de prova conectada na entrada de amperímetro e depois tentamos medir tensão.
Por isso crie o hábito de verificar:
função selecionada + posição das pontas
antes de cada medição.
Não exceda os limites do instrumento
Todo instrumento possui limites.
Existe uma:
tensão máxima;
corrente máxima;
faixa de operação.
Esses valores dependem do modelo.
Não devemos assumir que qualquer multímetro pode medir qualquer circuito.
Isso se torna ainda mais importante quando trabalhamos com:
rede elétrica;
alta tensão;
correntes elevadas.
Para os pequenos projetos de corrente contínua, ainda assim devemos respeitar as especificações do equipamento.
Medir é uma habilidade fundamental em eletrônica
Aprender eletrônica não significa apenas conhecer:
resistores;
capacitores;
diodos;
transistores.
Também precisamos aprender a observar aquilo que acontece no circuito.
E os instrumentos de medição são nossos:
olhos elétricos.
Não conseguimos enxergar diretamente uma tensão de 5 V.
Não conseguimos olhar para um fio e saber que estão circulando 300 mA.
O instrumento transforma essas grandezas invisíveis em:
números que podemos interpretar.
Comece pelas duas medições fundamentais
Para quem está começando, eu considero especialmente importante compreender muito bem:
tensão
e:
corrente.
E lembrar desta diferença:
TENSÃO → normalmente medida em paralelo
CORRENTE → normalmente medida em série
Depois podemos avançar para outras medições:
resistência;
continuidade;
capacitância;
frequência
e muitas outras.
Mas tensão e corrente já permitem diagnosticar uma enorme quantidade de problemas.
Uma bancada não precisa começar sofisticada
Quando pensamos em laboratório de eletrônica, podemos imaginar equipamentos caros e sofisticados.
Mas é possível começar de maneira muito mais simples.
Um instrumento básico bem utilizado pode ensinar muito.
O mais importante é aprender a fazer perguntas ao circuito:
Existe tensão aqui?
Qual é a polaridade?
Quanto o circuito está consumindo?
A tensão cai quando conecto a carga?
O consumo aumenta quando aciono o motor?
A partir dessas perguntas, medir deixa de ser simplesmente olhar números em um display.
Passa a fazer parte do processo de:
entender o circuito.
Do circuito montado ao circuito compreendido
Existe uma diferença enorme entre montar um projeto seguindo um esquema e compreender aquilo que está acontecendo.
Os instrumentos de medição ajudam justamente nessa passagem.
Podemos montar:
fonte → circuito → carga
e observar apenas:
“funcionou”.
Ou podemos medir:
tensão da fonte;
tensão na carga;
corrente consumida;
potência utilizada.
Nesse segundo caso, começamos realmente a compreender o comportamento do projeto.
Quer aprender mais sobre eletrônica na prática?
Quando aprendemos a medir e interpretar:
tensão, corrente, resistência e sinais elétricos,
fica muito mais fácil compreender por que um circuito funciona — e principalmente descobrir por que ele não funciona quando alguma coisa dá errado.
Mais importante do que possuir muitos instrumentos é saber:
o que medir, onde medir e o que aquele valor está dizendo sobre o circuito.