Este documento descreve o uso e funções de um multímetro no laboratório de física. Ele explica como medir resistência, tensão e corrente usando as funções ohmímetro, voltímetro e amperímetro do multímetro. Além disso, fornece detalhes sobre como ler valores de resistores e conectar corretamente o multímetro nos circuitos.

1. Laboratório de Física III
2 – MULTÍMETRO
2.1 - Objetivos
Aprender a manusear o multímetro na realização de medidas de tensões e correntes
elétricas, contínuas e alternadas, bem como medir resistências elétricas.
2.2 - Introdução
O multímetro é um aparelho que incorpora diversos instrumentos de medida, como
voltímetro, amperímetro e ohmímetro por padrão e capacímetro, freqüencímetro, termômetro
entre outros, como opcionais conforme o fabricante do instrumento disponibilizar. Tem ampla
utilização entre os técnicos em eletrônica, pois são os instrumentos mais usados na análise de
defeitos em aparelhos eletro-eletrônicos. Também é muito útil no meio científico.
Alguns multímetros especiais são utilizados principalmente em pesquisas, como é o
caso do eletrômetro que mede correntes muito baixas (da ordem de 10-14 ampères).
A figura 2.1 mostra exemplos de um multímetro analógico e de um multímetro digital
utilizados no laboratório didático de física. Ambos têm um botão giratório que é denominado
“seletor de funções e escalas”. É com este seletor que escolheremos a função a ser trabalhada,
tais como voltímetro (para medir tensão elétrica), amperímetro (para medir corrente elétrica),
ohmímetro (para medir resistência elétrica), capacímetro (medir capacitância), freqüencímetro
(medir freqüência) entre outras funções disponíveis.
Fig. 2.1 - Multímetros analógico e digital.
Abaixo do botão seletor estão os bornes, que são orifícios para a introdução de duas
pontas de prova (cabos elétricos para a conexão do multímetro ao circuito). O borne com a
denominação “COM” (comum) é sempre utilizado. Os demais bornes são utilizados de acordo
com a função desejada.
Para se analisar um circuito elétrico de uma forma mais prática padroniza-se utilizar
fios vermelhos para polaridade positiva e fios pretos para polaridade negativa. As pontas de
prova de um multímetro também têm essas cores, sendo o fio preto ligado ao borne “COM” e
o vermelho na função desejada. Observe que os bornes do multímetro também apresentam
essas cores.
Geralmente, cada uma das funções do multímetro é representada pelas suas
respectivas unidades no SI. Por exemplo, a função ohmímetro é representada por Ω, pois a
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2. Laboratório de Física III
unidade de resistência elétrica é o ohm, cujo símbolo é a letra do alfabeto grego ômega
maiúscula.
Nesta aula, e em aulas futuras, utilizaremos o multímetro digital para a realização de
algumas medidas elétricas. Para tanto, começaremos a estudar suas três principais funções que
são o ohmímetro, voltímetro e o amperímetro.
2.3 - Ohmímetro
O ohmímetro é um instrumento utilizado para fins de medida de resistência elétrica.
Lembre-se que resistência elétrica é a propriedade que tem toda substância (exceto os
supercondutores) de se opor à passagem de corrente elétrica, e que é definida, em um corpo
determinado, pelo quociente da tensão contínua aplicada às suas extremidades pela corrente
elétrica que o atravessa.
Para realizarmos medidas de resistência elétrica de um componente eletrônico (um
resistor, por exemplo) devemos sempre nos certificar de que o componente ou o circuito
elétrico que ele esteja inserido encontra-se não energizado, pois, do contrário, poderá o
aparelho ser danificado.
O ohmímetro deverá ser ligado, através das pontas de prova, ao elemento que se
queira verificar sua resistência de modo que fiquem em paralelo.
A figura 2.2 mostra, em destaque, a função ohmímetro com suas escalas e os dois
bornes a serem utilizados com as pontas de prova. O número 200 que aparece ao lado
esquerdo da escala indica que poderemos fazer uma medida de resistência elétrica desde que o
valor não ultrapasse 200 Ω. Ainda na figura 2.2, a chave seletora aponta para o valor 20k. Isso
significa que poderemos efetuar uma medida de até 20 kΩ (vinte quilohms ou vinte mil
ohms). O mesmo raciocínio se aplica às demais escalas, sendo que 2M e 20M significam,
respectivamente, dois megaohms e vinte megaohms (2 MΩ e 20 MΩ).
Fig. 2.2 - Painel do multímetro com a função ohmímetro em destaque.
Cabe ao usuário determinar qual escala será melhor empregada, pois, por exemplo,
podemos medir uma resistência de 150 Ω utilizando a escala de 20k, porém, a precisão da
leitura será prejudicada. Então, nesse caso, a melhor escala é a de 200.
A figura 2.3 ilustra como efetuar a medida da resistência elétrica de um resistor. Basta
conectar diretamente as pontas de prova aos terminais do resistor, lembrando que este não
deve estar energizado.
Obs.: Evite o contato com as mãos aos terminais do resistor no momento da medida, pois,
dependendo do valor desse resistor, a resistência medida será a equivalente entre o resistor e o
corpo humano, já que este apresenta também uma resistência elétrica.
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1.57 kΩ
Fig. 2.3 - Simulação da medida da resistência de um resistor.
Alguns resistores apresentam impressos em seus corpos os valores nominais de suas
resistências, sejam em números ou em códigos. O tópico 2.6.1 trata da leitura e interpretação
desses códigos.
2.4 - Voltímetro
Voltímetro é um instrumento para medir a diferença de potencial elétrico (ddp) entre
dois pontos. A ddp, também conhecida por tensão elétrica ou voltagem, tem como unidade de
medida, no SI, o volt (V).
No laboratório de Física III trabalharemos basicamente com dois tipos de sinais
elétricos: a tensão contínua (tensão que permanece inalterada no domínio do tempo) e a
tensão alternada (como o próprio nome sugere, é a tensão que alterna entre positivo e negativo
ao longo do tempo – o tipo mais usual é a senoidal).
Os multímetros digitais mais comuns apresentam os símbolos VAC (Voltage
Alternating Current – voltagem de corrente alternada) ou para indicar as medidas de tensão
alternada e os símbolos VDC (Voltage Direct Current – voltagem de corrente contínua) ou
para indicar as medidas de tensão contínua.
As medidas da ddp, tanto contínua quanto alternada, são realizadas conectando o
voltímetro em paralelo com o elemento a ser analisado. As pontas de prova são colocadas nos
pontos entre os quais se deseja medir a tensão. Vale ressaltar que um voltímetro ideal é aquele
que possui resistência interna infinita para não interferir no circuito que está sendo
monitorado.
A figura 2.4 mostra, em destaque, a função voltímetro (para as tensões alternada e
contínua), com suas escalas e os dois bornes a serem utilizados com as pontas de prova. Nesta
figura a chave seletora aponta para a escala de 750 V em tensão alternada. Isto significa que o
aparelho está apto a realizar medidas de tensão que não ultrapasse os 750 volts AC. Para
medidas de tensão contínua este aparelho, tomado como exemplo, pode medir até 1000 V.
Observe, ainda na figura 2.4, que nas escalas de ambas as funções (alternada e
contínua) aparece o número 200m. Seu significado é 200 milivolts, ou seja, podemos efetuar
uma medida de tensão (com considerável precisão) até 200 mV.
Obs.: Por precaução, sempre selecione a maior escala de tensão quando não se saiba o
máximo valor que uma determinada fonte pode estar fornecendo. As medidas obtidas nesse
momento lhe indicarão se há a possibilidade de diminuir a escala e, com isso, melhorar a
precisão da leitura.
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Fig. 2.4 - Painel do multímetro com a função voltímetro em destaque.
A figura 2.5 mostra um circuito elétrico constituído de uma fonte de tensão contínua e
dois resistores de valores diferentes. O voltímetro registra a tensão elétrica sobre o resistor R2.
Repare como é feita a ligação entre o voltímetro e o resistor (ligação paralela). Se invertermos
a posição dos fios aparecerá um sinal negativo na leitura, indicando inversão de polaridade.
6.39 V
R1 R2
20 V
Fig. 2.5 - Simulação da medida de tensão sobre um resistor.
Consulte o apêndice A para verificar a simbologia utilizada em circuitos elétricos.
2.5 - Amperímetro
O amperímetro é um instrumento utilizado para medir a intensidade de corrente
elétrica que circula por um condutor. A unidade de medida, no SI, para a intensidade de
corrente elétrica ou amperagem é o ampère (A).
Como a corrente elétrica passa através dos condutores e dispositivos ligados a eles,
deve-se colocar o amperímetro em série com o elemento em que se quer aferir a corrente que
o atravessa, sendo necessário abrir o circuito no local da medida. Por isso, para as medições
serem precisas, é esperado que o amperímetro tenha uma resistência muito pequena
comparada à do circuito. O amperímetro ideal é aquele que possui resistência interna nula,
não influenciando, portanto, no circuito a ser medido.
Amperímetros podem medir correntes contínuas ou alternadas. Dependendo da
qualidade do aparelho, pode possuir várias escalas que permitem seu ajuste para medidas com
a máxima precisão possível.
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A figura 2.6 mostra, em destaque, a função amperímetro (para as correntes alternada e
contínua), com suas escalas e os bornes a serem utilizados com as pontas de prova.
Fig. 2.6 - Painel do multímetro com a função amperímetro em destaque.
Observe, ainda na figura 2.6, que a escala à direita é para corrente contínua e à
esquerda é para corrente alternada. Para esse modelo de multímetro são utilizados os bornes
“COM” juntamente com o borne “µA mA” para medidas de corrente inferiores a 200
miliampères. Para medidas de corrente acima de 200 mA até 20 A, utiliza-se o par de bornes
“COM” e “20A” com a chave seletora na posição 20A (observe que na escala há uma marca
com dois valores – 20m/20A – tanto para corrente contínua quanto para corrente alternada).
A figura 2.7 mostra um circuito elétrico constituído de uma fonte de tensão contínua e
dois resistores de valores diferentes. O amperímetro registra a corrente elétrica que atravessa
os resistores R1 e R2. Repare como é feita a ligação entre o amperímetro e o circuito (ligação
série). Se invertermos a posição dos fios aparecerá um sinal negativo na leitura, indicando
inversão de polaridade.
1
R2 13.61 mA
20 V
R1
2
Fig. 2.7 - Simulação da medida de corrente em um ramo do circuito elétrico.
Note que o amperímetro poderia ser inserido nos pontos 1 ou 2 e, mesmo assim, a
leitura efetuada seria a mesma, já que o circuito oferece um único caminho a ser percorrido
pela corrente. Desse modo, poder-se-ia dizer que a corrente que atravessa R1 seria igual à
corrente que atravessa R2, ou seja, I R1 = I R 2 = 13,61 mA .
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Obs.: Por precaução, sempre selecione a maior escala de corrente quando não se saiba o valor
que será aferido. As medidas obtidas nesse momento lhe indicarão se há a possibilidade de
diminuir a escala e, com isso, melhorar a precisão da leitura.
! Nunca coloque um amperímetro em paralelo com um componente energizado, pois
isso pode danificá-lo seriamente.
2.6 - Resistores
Um resistor (chamado de resistência em alguns casos) é um dispositivo elétrico muito
utilizado em eletrônica, com a finalidade de limitar a corrente elétrica em um ramo de um
circuito. Os resistores podem ser fixos ou variáveis e, neste caso, são chamados de
potenciômetros ou reostatos (o seu valor nominal é alterado ao girar um eixo ou deslizar uma
alavanca).
Alguns resistores são longos e finos, com o material resistivo colocado ao centro, e
uma perna de metal ligada em cada extremidade. Este tipo de encapsulamento é chamado de
encapsulamento axial. Resistores usados em computadores e outros dispositivos são
tipicamente muito menores, freqüentemente são utilizadas tecnologias de montagem em
superfície (Surface-Mount Technology), ou SMT, esse tipo de resistor não tem perna de
metal. Resistores de potência maior são feitos mais robustos para dissipar calor de maneira
mais eficiente, mas eles seguem basicamente a mesma estrutura.
O valor de um resistor de carbono pode ser facilmente determinado de acordo com as
cores que apresenta na cápsula que envolve o material resistivo. Essas cores são o que
chamamos de código de cores para resistores (que será visto mais adiante).
Resistores padrões são vendidos com capacidades variando desde uns poucos
miliohms até cerca de um gigaohm; apenas uma série limitada de valores, chamados valores
preferenciais, está disponível. Resistores são freqüentemente marcados com sua tolerância (a
variação máxima esperada da resistência marcada). Em resistores codificados com cores, uma
faixa prateada demonstra uma tolerância de 10%, uma faixa dourada significa 5% de
tolerância, uma faixa vermelha marca 2% e uma faixa marrom significa 1% de tolerância.
Resistores com tolerâncias menores são chamados de resistores de precisão.
Um resistor tem uma voltagem e corrente máximas de trabalho, acima das quais a
resistência pode mudar (drasticamente, em alguns casos) ou o resistor pode se danificar
fisicamente (queimar, por exemplo). Embora alguns resistores tenham as taxas de voltagem e
corrente especificadas, a maioria deles é taxada em função de sua potência máxima, que é
determinada pelo tamanho físico. As taxas mais comuns para resistores de composição de
carbono e filme de metal (material resistivo) são de 1/8 watt, 1/4 watt e 1/2 watt. Resistores de
filme de metal são mais estáveis que os de carbono, com relação a mudanças de temperatura.
Resistores maiores são capazes de dissipar mais calor devido sua área superficial ser maior.
2.6.1 - Código de cores
A figura 2.8 mostra um resistor de carbono típico, e o significado de cada uma de suas
quatro faixas de cores.
1º algarismo Tolerância
2º algarismo Fator multiplicativo
Fig. 2.8 - Resistor de carbono e o significado das faixas do código de cores.
O valor referente a cada cor é apresentado na tabela 2.1.
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Tabela 2.1 - Código de cores para resistores.
COR 1º 2º FATOR MULTIPLICATIVO TOLERÂNCIA
Preto – 0 x1Ω –
Marrom 1 1 x 10 Ω
1
± 1%
Vermelho 2 2 x 10 Ω
2
± 2%
Laranja 3 3 x 10 Ω
3
–
Amarelo 4 4 x 10 Ω
4
–
Verde 5 5 x 105 Ω –
Azul 6 6 x 106 Ω –
Violeta 7 7 – –
Cinza 8 8 – –
Branco 9 9 – –
Ouro – – x 10-1 Ω ± 5%
Prata – – x 10 Ω
-2
± 10%
A figura 2.9 ilustra como efetuar a leitura utilizando o código de cores. A primeira
faixa à esquerda (marrom) representa o primeiro algarismo do valor nominal da resistência
(valor 1); a segunda faixa (preto) representa o segundo algarismo do valor nominal da
resistência (valor 0); a terceira faixa (vermelho) representa o fator multiplicativo (x 100) e a
última faixa (ouro), à direita, representa a tolerância (± 5%). Assim, o valor nominal desse
resistor é 1000 ± 50 Ω.
marrom ouro
preto vermelho
Fig. 2.9 - Utilizando o código de cores para resistores.
A figura 2.10 mostra outro exemplo de utilização do código de cores. A primeira faixa
à esquerda (amarelo) representa o primeiro algarismo do valor nominal da resistência (vale 4);
a segunda faixa (violeta) representa o segundo algarismo (vale 7); a terceira faixa (verde)
representa o fator multiplicativo (x 100.000) e a última faixa (prata), à direita, representa a
tolerância (± 10%). Logo, o valor nominal desse resistor é 4.700.000 ± 470.000 Ω.
amarelo prata
violeta verde
Fig. 2.10 - Utilizando o código de cores para resistores.
É muito comum se usar os múltiplos do ohm, quilohm (kΩ) e o megaohm (MΩ) para
valores nominais. Assim, para o resistor da figura 2.9 podemos dizer que sua resistência
nominal é de 1 kΩ, enquanto que o resistor da figura 2.10 tem uma resistência de 4,7 MΩ.
Alguns resistores não apresentam códigos de cores, mas sim uma inscrição
alfanumérica. Por exemplo, inscrições do tipo 4K7 (4,7 kΩ); 18K (18 kΩ); 1M (1 MΩ); 3M3
(3,3 MΩ); 2R2 (2,2 Ω); 3R3 (3,3 Ω) e 0R5 (0,5 Ω) são bastante utilizadas. Em revistas de
eletrônica também se usa muito este tipo notação.
Obs.: Inicie a leitura pela faixa mais próxima da extremidade do resistor.
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2.7 - Parte experimental
2.7.1 - Material necessário
• Multímetro digital;
• Fonte ajustável de tensão contínua;
• Fonte de tensão alternada;
• Placa de bornes;
• Pilha;
• Resistores.
2.7.2 - Procedimento experimental
Antes de qualquer medida, selecione corretamente a função adequada (voltímetro,
amperímetro ou ohmímetro). Uma vez selecionada a função, inicie a medida sempre com a
escala de maior valor.
2.7.2.1 - Medidas de Resistência
1. Ajuste o multímetro para a medida de resistência;
2. Meça o valor dos resistores apresentados (fixe-os antes na placa de bornes);
3. Faça a leitura dos resistores utilizando o código de cores e compare com os resultados
obtidos através do multímetro.
2.7.2.2 - Medidas de tensões contínua e alternada
Tensão contínua:
1. Ajuste o aparelho para medir tensão contínua;
2. Selecione a escala adequada e meça a ddp da pilha e da saída da fonte de tensão contínua
utilizando diferentes escalas;
3. Apresente os resultados com as incertezas correspondentes.
Tensão alternada:
1. Ajuste o aparelho para medir tensão alternada;
2. Selecione a escala adequada e meça a tensão da fonte alternada;
3. Apresente os resultados com as incertezas correspondentes.
2.7.2.3 - Medidas de corrente contínua
1. Monte o circuito mostrado na figura 2.11;
2. Ajuste o aparelho para medir corrente contínua e selecione a escala adequada;
3. Conecte o multímetro em série no circuito e meça o valor da corrente utilizando diferentes
escalas;
4. Apresente os resultados com as incertezas correspondentes.
1 kΩ 4,7 kΩ
10 V
Fig. 2.11 - Circuito elétrico com resistores ligados em série.
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