Aula 14 - Equipamentos - Multímetro Digital - Fluke 117

O multímetro é um equipamento de medição permite ao profissional aferir valores de tensão alternada e contínua, corrente corrente alternada e contínua, resistência elétrica, frequência, capacitância, além de realizar teste de diodos e continuidade.

Para utilizar o dispositivo, a primeira coisa que precisamos é saber identificar e associar os símbolos presentes no multímetro com as grandezas elétricas. 

Tensão alternada -  Nesta primeira escala deste modelo de multímetro digital temos a letra V seguida do símbolo "~". O símbolo "~" representa uma senóide e ao ser impresso juntamente com a letra V representa que a escala mede Tensão ( volts ) alternada. A tensão alternada é utilizada na distribuição e consumo de energia elétrica, tanto residencial, comercial e industrial. Em uma residência, encontramos essa grandeza nas tomadas que alimentam os eletrodomésticos.

Tensão contínua - O objetivo desta escala é medir tensão, a letra que encontramos é a V ( volts ) porém podemos observar que existe um linha reta e três pontos. A linha dá uma ideia de continuidade em um gráfico o que representa a tensão contínua constante, por sua vez os três pontos fazem uma referência ao gráfico de uma tensão contínua pulsante gerado por circuitos retificadores. Portanto com esta escala se consegue medir tensão contínua constante que encontramos em pilhas e baterias, e tensão contínua pulsante que encontramos em circuitos retificadores como retificadores de meia onda, onda completa e em ponte.

Tensão alternada em mili volts - Esta escala tem as mesmas características abordadas no primeiro diagrama sobre tensão alternada, porém, o objetivo é conseguir medir valores baixos de tensão, normalmente abaixo de 1V onde já utilizamos a escala de mV ( mili volts ) dada por 10-³.

Resistência elétrica ( ohmímetro ) - O ohmímetro tem a finalidade de medir resistores, reostatos, potenciômetros e diversos componentes resistivos. Ele apresenta um valor de resistência elétrica dada em ohms ( Ω ). Há resistências maiores onde os valores que normalmente encontramos valores na ordem de ohms até mega ohms. 

Continuidade - Esta escala do multímetro basicamente apresenta se existe ou não continuidade em um condutor ou fusível por exemplo. Quando selecionada, a escala de continuidade gera um valor de tensão nas suas pontas de prova e caso ele perceba que a corrente elétrica que saiu de uma das pontas voltou para a outra ele entende que o caminho esta integro, ou seja, ocorreu a continuidade. Para indicar o ocorrido, normalmente um sinal sonoro é emitido. Em outras ocasiões um valor pode ser apresentado no display;

Teste para semicondutores - Como falamos de circuitos retificadores em escalas anteriores, nesta escala conseguimos verificar a integridade do diodo quando executamos uma polarização direta ou reversa por meio das pontas de prova. Podemos utilizar esta escala também para verificarmos o funcionamento de LED’s e display de 7 segmentos.

Corrente alternada - Toda vez que nos referimos a corrente elétrica utilizamos a letra A. Notem que no multímetro ele aparece acompanhado do símbolo ~. Isso significa que esta escala é destinada a medir corrente alternada. 

Corrente contínua - Por fim temos a ultima escala do multímetro. Neste modelo temos a letra A acompanhada por uma linha e três pontos. Como abordamos sobre tensão contínua, aqui a representação é a mesma. A linha representa a corrente contínua constante enquanto os três pontos representam a corrente contínua pulsante.

No link a seguir há um Guia de referência rápida do Multímetro Fluke: 24_03_01 Guia de referência rápida Fluke 117.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 23/05/2020 

Aula 13 - Notação científica e de engenharia

Figura 01 - Notação de engenharia.

    Se você estudou matemática ou ciências, você provavelmente se deparou com notação científica. Para expressar um número em notação científica, você o reescreve como um número ≥1 e <10, multiplicado por uma potência de 10. Isso faz mais sentido se olharmos para alguns exemplos:

• Número de Avogadro fica assim em notação científica: 6,02214082 x 1023. Você pode ver o mesmo número na sintaxe de computador como: 6,02214082 E23, onde "E" de "Expoente" significa " x 10 na potência de ...".
• A velocidade da luz é 299.792.458 metros por segundo. Isso, expresso em notação científica, fica 2,99792458 × 108 m/s e pode ser arredondado para menos dígitos, assim: 3,00 × 108 m/s.
• A carga de um elétron é um número pequeno, difícil de se trabalhar. 0,00000000000000000016021766208 coulombs. Ao invés de escrever todos esses zeros, e errar na maioria das vezes, podemos usar notação científica para escrever o número mais simplesmente: 1,6021766208×10-19coulombs e pode ser arredondado para menos dígitos, assim: 1,60×10-19coulombs  .

Figura 02 - Notação científica.

    Em engenharia é comum usar a notação científica com expoentes em múltiplos de três. Isso significa que os dígitos à esquerda da vírgula decimal fica no intervalo de 1 a 999. Notação de engenharia é apenas ligeiramente diferente da notação científica.
    A luz leva 0,000333564095 segundos para viajar 1 quilômetros no vácuo. Vamos converter este pequeno número em notação de engenharia:

• Encontre a vírgula decimal e pule três dígitos de cada vez, indo para a direita, até que você pule sobre um, dois, ou três dígitos diferentes de zero. 
• Neste caso, pule duas vezes para a direita, até você pular sobre 333.
• Adicione uma vírgula decimal e escreva os dígitos restantes: 333,564095.
• Como pulamos para a direita, termine escrevendo 10 elevado ao número negativo de saltos vezes três: -2 saltos x 3 = -6.
• 333,564095 × $10^{-6}$  segundos é o tempo que a luz leva para viajar 1 quilômetros no vácuo, em notação de engenharia.

Figura 03 - Múltiplos e submúltiplos.

    Não confunda ponto (.) com vírgula (,). Os pontos, nas representações brasileiras são separadores de milhares, apenas para facilitar a visualização, enquanto a vírgula separa as casas decimais. Ou seja, os pontos são simplesmente um “enfeite” para deixar mais “visível” o valor, mas são completamente opcionais. 

    Contudo, é comum que você encontre em livros em inglês ou mesmo em algumas calculadoras o inverso, nas quais as vírgulas são separadores de milhares e opcionais, enquanto os pontos separam as casas decimais.

    Engenheiros geralmente lidam com amplas tolerâncias em componentes fabricados, então o número de algarismos significativos num projetos de circuito é normalmente pequeno: dois ou três. Se a tolerância é importante, é comum escrevê-la ao lado do número, como mostrado neste exemplo:

• Uma resistência de valor grande: 33,3×106Ω±1%

    Muitos números têm nomes derivados do grego ou latim. Engenheiros e cientistas usam prefixos de números do Système International d'Unités (SI).

    Alguns dos prefixos mais comuns na engenharia estão listados abaixo. Observe que os expoentes são múltiplos de três. Esses prefixos são mais curtos e mais fáceis de se dizer ou de se abreviar do que o equivalente numérico: × 10 na potência de ...".

Figura 04 - Símbolos de grandezas elétricas.

    Abaixo temos exemplos de números grandes, médios e pequenos, utilizados em sistemas elétricos reais.

• A frequência conta o número de vezes que alguma coisa acontece por segundo. A unidade SI de freqüência é o hertz (Hz), que é igual à 1/s, também poderia dizer "por segundo". O relógio interno de um computador funciona numa frequência de cerca de 3 GHz $(3\times 10^9\text{Hz})$.
• A resistência é medida em ohms (Ω). A resistência de um fio é frequentemente muito menor do que 1 ohm. Resistências comerciais de até dezenas de megohms 10 MΩ (10×106Ω) não são incomuns.
• A unidade de tensão elétrica é o volt (V). Uma pilha de lanterna é tem 1,5 volts. Você pode segurar essa pilha na sua mão sem medo de choque elétrico. Uma bateria de carro tem 12 volts. Uma tomada tem 127 ou 220 volts, dependendo de onde você mora. Essa tensão pode ser fatal se você tocá-la com as próprias mãos. Linhas suspensas de alta tensão estão com centenas de milhares de volts.
• Correntes elétricas são medidas em ampere (A). Um ampere é uma grande corrente. Baterias de carro fornecem momentaneamente 100 amperes ou mais para ligar um carro. Correntes também podem ser absurdamente pequenas. Há situações em que 1 nano ampére $(1\times 10^{-9}\text{A})$ importa.
• A capacitância é medida em farads (F). Um farad é definido como um coulomb por volt. Uma vez que um coulomb é uma quantidade muito grande de carga, um farad é uma unidade grande de capacitância. Como resultado, valores de capacitância comumente são números minúsculos. 100 microfarads é uma grande capacitância. Se você torcer dois pedaços de fio de 1 polegada, cada (aproximadamente 2 cm), juntos, esses fios terão uma capacitância em torno de um picofarad $$
  (1 \times 10^{-12} \,\text F).  

    Muitas vezes é necessário converter uma unidade de medida em um de seus múltiplos ou submúltiplos. Para facilitar essa tarefa, até adquirir prática, você poderá usar a tabela a seguir, na qual cada unidade de medida possui três casas, que correspondem a cada dígito do valor obtido na medição.

    Suponha que você precise converter volt (V) em milivolt (mV) e a medida que você tem é 3,75 V. Para usar o quadro, você deve proceder da seguinte maneira:

• Coloque o número na tabela na posição da unidade de medida, que, neste caso, é o volt. Mantenha a vírgula na linha após a unidade V. Observe que cada coluna identificada está subdividida em três casas na próxima linha.
• Coloque a vírgula para a direita. O novo valor gerado ocupará as três casas abaixo da coluna do milivolt. Neste exemplo, a virgula deverá estar na linha após mV.
• Coloque um zero em cada casa vazia até preencher todas as casas da coluna mV. Observe que não será necessário completar os espaços à esquerda do número 3, pois o zero não terá valor nessa posição. O mesmo acontece na casa após a virgula do mV.

O valor convertido será: 3,75 V = 3750 mV.

Para notação de engenharia utilizamos números de 1 a 999  com:

• múltiplos ( 103 = Kilo; 106 = Mega; 109 = Giga; 1012 = Tera);
• submúltiplos ( 10-3 = mili ; 10-6 = μ micro ; 10-9 = nano ; 10-12 = pico);

No link a seguir há exercícios de aplicação: 04 - Lista de exercícios de Eletricidade básica - Notação científica.

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 06/02/2019.