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Como usar um multímetro



O Multímetro
: É um aparelho que permite a medição de várias grandezas eléctricas, tais como intensidades de corrente, tensões eléctricas, resistência eléctricas, capacidades, indutâncias, frequências, temperaturas, entre outras…
Existem dois tipos de multímetro, os analógicos e os digitais, vou aqui abordar apenas os digitais pois são mais fáceis de utilizar e a visualização do valor é imediata e são também os mais fáceis de encontrar, até nos chineses, vejam lá!!
Como já deu para reparar este pequeno aparelho permite várias leituras reduzindo assim a necessidade de usar vários para as diferentes grandezas.
Mas antes de avançarmos mais, acho necessário que se tenha umas noções muito básicas sobre electricidade para que se saiba o que se vai medir e porquê.

Corrente Eléctrica:
A electricidade é uma forma de energia, que é comum a toda a matéria.
Os átomos são constituídos basicamente por um núcleo (protões e neutrões) e por electrões que giram em torno desse núcleo.
Quando se diz que um corpo está carregado positivamente, diz-se que tem falta de electrões, e quando está carregado negativamente, tem electrões em excesso.
Ao movimento orientado dos electrões do potencial negativo para o positivo, dá-se o nome de corrente eléctrica, mas este fenómeno só acontece se houver diferença de potencial entre eles e se estiverem interligados por meio de um material condutor.
Existem vários tipos de corrente, mas apenas vou falar na corrente contínua (CC, DC) e na corrente alternada (CA, AC).
A corrente proveniente da nossa rede eléctrica é alternada sinusoidal, tem uma determinada frequência, que no nosso país é de 50Hz, ou seja 50 mudanças de sentido por segundo, onde a tensão e a corrente variam no tempo, e mudam o seu sentido, não sendo unidireccional e representa-se por um gráfico deste gênero:



A corrente contínua não é proveniente da rede eléctrica, na maioria das vezes resulta da rectificação da corrente alternada, que é o que acontece nas fontes de alimentação dos computadores. A corrente contínua pode ser proveniente de pilhas, baterias, carregadores de telemóveis e não só.
Neste caso não existe mudança de sentido e o gráfico poderá ser deste género, podendo ser completamente contínua ou ter oscilações, mas sempre com uma única direcção:



Grandezas Eléctricas:
Bem depois de uma explicação muito resumida, sobre a corrente eléctrica, talvez seja a oportunidade de passar para as grandezas que caracterizam este fenómeno.
Antes de passar para as medições das mesmas, vou tentar resumir algumas das grandezas mais usadas, e as principais que um multímetro comum consegue medir.

Potencial Eléctrico ou Diferença de Potencial

A grandeza física do potencial eléctrico representa-se por V, e tem como unidade no SI (Sistema Internacional de Unidades) o volt, este nome está relacionado com o nome do cientista italiano Alessandro Volta (1745-1827), que se destacou pela criação do primeiro gerador electroquímico, conhecido por pilha de Volta.
Para que haja uma corrente eléctrica são necessários dois potenciais diferentes ligados entre si por um meio condutor, a isto designa-se por diferença de potencial (d.d.p.). Também é comum dizer-se tensão (U), ou voltagem.
Para medir essa diferença de potencial utiliza-se um Voltímetro, que está incluído nos mais vulgares multímetros, a tensão é sempre medida em paralelo, nunca em serie senão puff fez-se o chocapic!!! O voltímetro tem duas pontas de prova, uma vermelha e uma preta, a vermelha é ligada ao potencial positivo e a preta à massa, ou ao negativo, mede-se nos terminais dos componentes adequadamente, no + e -. Pode ver-se no esquema abaixo a colocação do voltímetro em paralelo no circuito:

Intensidade de Corrente Eléctrica

Como já referi acima, o deslocamento orientado de portadores de carga constitui uma corrente eléctrica, essa pode ser maior num condutor do que noutro, o que leva a que a quantidade de electrões livres em movimento seja maior num condutor do que no outro.
A unidade SI é o ampere, cujo símbolo é um A, em homenagem ao físico francês André Marie Ampere (1776-1836).
Para simplificar a 1 ampere equivale uma intensidade de corrente em que circulam 6,25×10^18 electrões por segundo, através da secção de um condutor, é muito electrão!!!!
Para se efectuar a medição de tal intensidade utiliza-se um Amperímetro (também incluído nos multímetros), mede-se sempre em serie, ou seja vai haver sempre a necessidade de interromper o circuito para se poder colocar o multímetro, como mostra a figura:

Resistência Eléctrica
A resistência eléctrica é comum de todas as substâncias, e é basicamente a oposição à passagem da corrente eléctrica, que difere de substancia para substancia. Os materiais caracterizam-se por serem Bons ou maus condutores de electricidade, um facto que pode ser muito importante é a temperatura a que essa substância se encontra submetida, pois a resistência também varia com a temperatura. Aos maus condutores também é costume chamar de isoladores, a conhecida fita isoladora não conduz a corrente eléctrica, as pastas térmicas podem ou não conduzir a electricidade, bem como os líquidos de WC.
A grandeza física é representada por um R, e tem como unidade no SI, o ohm, que usa como símbolo o ómega Ω, em homenagem a George S. Ohm (1787-1854) físico e matemático Alemão.
A medição da resistência de um certo material é efectuada num ohmímetro (tb se encontra o multímetro) mas ao contrário do que se faz no voltímetro/amperímetro não se pode efectuar a medição se esse material estiver sob tensão. Para se efectuar a medição basta para isso, colocar as duas pontas de prova nos terminais de um componente, como que se estivesse a medir tensão mas sem haver tensão nesse componente.


Lei de Ohm
Muitas vezes falada, a lei de ohm relaciona estas três grandezas.
A lei de ohm diz-nos que a diferença de potencial aos terminais de um fio condutor metálico, filiforme e homogéneo à temperatura constante é directamente proporcional à intensidade que a percorre.
A expressão matemática:
R=U/I
Também se pode dizer que:
P=U x I, ou seja, a potência em Watts, é igual ao produto da tensão pela intensidade.
Muito basicamente e só na intenção de dar umas luzes sobre electricidade, também existe o condensador, muito utilizado nas motherboards, placas gráficas, placas de som e afins. Os condensadores (e não capacitadores ou capacitores, como muitas das vezes aparece) têm a característica de armazenar cargas eléctricas, mas não vou adiantar muito mais, é um componente um pouco mais complicado, mas também muito importante!!!
É preciso ter em atenção que num multímetro, existem várias escalas de medição, e que essas escalas podem ser em corrente alternada e corrente continua, portanto convém saber se o que vamos medir é alternado ou contínuo, dentro de um computador temos unicamente corrente continua. No caso das resistências não interessa pois vamos medir sem haver carga eléctrica.


Usar o Multímetro
- Na prática

O multímetro como já foi dito, é um aparelho de medida que nos permite ler mais do que uma grandeza eléctrica.
Depois de tentar explicar as 3 principais grandezas eléctricas, vou-me virar para o principal objectivo deste tutorial, o Multímetro e como usa-lo.
O modelo que uso, é um DT-64 da Univolt, não é nada de especial mas serve bem para quem está a aprender este ofício.
Este modelo como se pode ver na imagem abaixo está envolvido numa borracha amarela protectora à volta do corpo de plástico, já a antever muitas quedas e não só, mesmo para protecção dos componentes electrónicos muito sensíveis.


Na imagem já se pode ter uma noção da aparência geral do multímetro, é claro que pode variar de modelo para modelo, as cores, os botões, o selector, as ranhuras etc.
Para começar, é preciso ter em mente uma coisa, é preciso saber o que vamos medir e como!!
Na 1º já se falou nisso, medições em paralelo e em série, e que volts se medem em paralelo, amperes em série, e Ohms fora do circuito e sem a presença de corrente eléctrica, mas no geral quase todos os multímetros têm aquele selector no centro.
Fica aqui uma imagem legendada:



Na imagem acima pode observar-se o display, o selector, e os terminais onde vamos ligar as pontas de prova que vêm com o multímetro.
Vou focar agora apenas o selector e os terminais, dado que o restante não interessa muito agora para aqui.


Selector
Aqui encontramos um quadrante com várias opções à escolha, para as seleccionar basta rodar o selector.
O quadrante encontra-se dividido em várias partes, correspondentes ao que o multímetro pode medir, no meu caso, ele pode medir, tensões, intensidades, resistências, frequência, temperatura, capacidades, testar díodos etc.
Para o que se viu mais atrás, vai nos interessar apenas, as tensões, intensidades, resistências, e por ventura temperatura, se bem que não tem assim muito que saber.
Um dado muito importante e que importa reter, é que sempre que vamos efectuar uma medição, seja de corrente seja de tensão, devemos de saber o seguinte:
  • Se é CC ou CA, e escolher adequadamente no selector.
  • Ter uma vaga ideia do valor máximo possível que vamos medir, para que quando se vá medir se escolha o valor do selector mais próximo do que vamos medir. Por exemplo se formos medir 20V devemos de escolher sempre o divisor mais perto, sempre para cima, ou seja neste caso temos exactamente o valor 20V no selector, mas não vamos escolher, vamos optar pelo seguro e escolher o 200V. O procedimento é sempre este, seja que valor for, se não temos a certeza escolhes o maior no selector e vamos por indução em erro, Se for numa fonte de alimentação o divisor mais usado é o de 20V, pois as tensões são de 12V, 5V e 3.3V, neste caso o divisor de CC.
  • Também é importante que se coloque as pontas de prova no sítio correcto.
Terminais para ponta de prova


Para se poder efectuar as medições são necessárias duas pontas de prova, uma com a cor vermelha, e outra com a cor preta.


Essas pontas são conectadas no multímetro numa parte especial, e que tem de se ver com muita atenção, pois ao mínimo erro e pode-se meter água.
Na imagem abaixo, a figura mostra precisamente esses terminais onde iremos ligar as pontas, repare que existe um terminal preto, e 3 vermelhos.


Quando se efectua uma medição coloca-se sempre a ponta de prova preta no terminal que diz COM, e nunca a movemos da li, pois a ponta que se move consoante o que vamos medir é a vermelha.
O facto de termos amperes de um lado e Volts/Ohms/frequência deve-se á principalmente á necessidade de que os amperes medem-se em serie e os volts em paralelo.
Da esquerda para a direita, o podemos ver um A por cima do terminal, e que nos diz que temos de medir amperes usando aquele terminal, mas tb nos indica em baixo que só aguenta até 20A durante 15segundos no máximo, e que não tem protecção de fusível, logo no campo de medida do multímetro seja em CA ou CC quando vamos medir mais de 200mA devemos de conectar a ponta vermelha neste terminal, e seleccionar no quadrante os 20A respectivos.
A seguir a esse temos um terminal que diz mA, quando o que vamos medir é inferior a 200mA, devemos de conectar aqui a ponta de prova, seja em CC ou CA, este está protegido por fusível, fusível este que pode fundir, e que mais à frente veremos como substituir.
Temos então o COM, onde ligamos a ponta de prova preta.
A seguir temos um único terminal que devemos de ligar quando vamos medir resistências, frequências ou tensões, tendo em atenção sempre a tenção que vamos medir, aqui tb não importa que seja CC ou CA.
Penso que a parte das ligações e de como preparar o multímetro para a medição já foi abordada muito resumidamente.
Vou agora mostrar os 3 quadrantes que são mais usados.


Ohmímetro:

Como se pode ver na imagem, o ohmímetro tem um campo de selecção que vai desde os 200 Ohm até aos 200 Mega Ohm, não nos podemos esquecer que se deve de medir de preferência fora do circuito, ou quando este não tem corrente eléctrica a circular.
Medição da resistência de uma resistência, de notar que os sinais + e -, em nada afectam a medição numa resistência:

Voltímetro:



Como podemos ver o multímetro tem a tensão dividida em duas parte, CC e CA, logo quando formos medir temos de escolher, e depois é só escolher o valor que se adapta ao que vamos medir, no caso de CC vai desde 200mV até 1000Volts!!!!
Deixo aqui uma imagem da medição da tensão num molex, mais propriamente a linha dos 12V. Para se efectuar a medição das linhas, seja 12V, 5V ou 3.3, basta colocar a ponta de prova vermelha no fio de cor correspondente, e a ponta de prova preta num fio preto da fonte, neste caso para medir os 12V, colocarei a vermelha no amarelo e a preta no preto.
Temos de ter em atenção que podemos medir a tensão em “vazio”, ou com o conector ligado a um componente, como pode ser o caso de uma gráfica, estando assim a medir com carga, que como sabemos no caso da gráfica poderá estar em Idle ou Full. No caso da gráfica a medição é feita no conector PCI auxiliar, já que a PCI não fornece energia suficiente para as gráficas da actualidade, já lá vai o tempo das S3Trio… como temos 3 pinos amarelos e três pretos, escolhemos um preto e um amarelo ao acaso, e depois é só colocar a ponta vermelha num amarelo, e a preta num preto.
Para se medir por toda a fonte o procedimento é sempre igual, avisando no entanto que se deve ter muito cuidado com as pontas pois pode-se provocar um curto-circuito. No caso da ficha que liga à motherboard, basta aceder a um site que forneça os valores das tensões de cada pino de ligação.

Medição da linha de 12V numa ficha molex

Medição da linha de 5V numa ficha molex



Medição de 5V, na entrada de uma drive de DVD.



Medição de 12V, na entrada de uma drive de DVD.



Amperímetro:



Do mesmo género do voltímetro, dividido em CC e CA e varia desde 2mA até 20A.
Não vou aqui referir como medir intensidade em fontes, apenas o vou mostrar o consumo de uma resistência, num circuito simples, pois numa fonte a medição de intensidade já requer algo mais, e é um procedimento perigoso e desaconselhado a quem tem menos prática.