PARTES E MATERIAIS
- Multimetro, digital ou analógico
- Bateria variada
- Um díodo emissor de luz (Catálogo Rádio Shack # 276-026 ou equivalente)
- Motor “hobby” pequeno, tipo imã permanente (Radio Shack catálogo # 273-223 ou equivalente)
- Dois fios de jumper com “clipe jacaré” termina (Radio Shack catálogo # 278-1156, 278-1157, ou equivalente)
Um multímetro é um instrumento elétrico capaz de medir tensão, corrente e resistência.
Multímetros digitais têm displays numéricos, como relógios digitais, para indicar a quantidade de tensão, corrente ou resistência.
Multímetros analógicos indicam essas quantidades por meio de um ponteiro móvel sobre uma escala impressa.
Multímetros analógicos tendem a ser menos caros que os multímetros digitais, e mais benéficos como ferramentas de aprendizagem para o primeiro estudante de eletricidade.
Eu recomendo fortemente a compra de um multímetro analógico antes de comprar um multímetro digital, mas eventualmente ter ambos no seu kit de ferramentas para estes experimentos.
CROSS-REFERÊNCIAS
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, capítulo 1: “Basic Concepts of Electricity”
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, capítulo 8: “DC Metering Circuits”
Objetivos de aprendizagem
- Como medir tensão
- Características da tensão: existente entre dois pontos
- Selecção do intervalo de medição adequado
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ILUSTRAÇÃO
INSTRUÇÕES
Em todas as experiências deste livro, irá utilizar algum tipo de equipamento de teste para medir aspectos da electricidade que não pode ver, sentir, ouvir, provar ou cheirar directamente.
Electricidade – pelo menos em quantidades pequenas e seguras – é insensível ao nosso corpo humano.
Os seus “olhos” mais fundamentais no mundo da eletricidade e da eletrônica serão um dispositivo chamado multímetro.
Os multímetros indicam a presença de, e medem a quantidade de, propriedades elétricas como tensão, corrente e resistência.
Nesta experiência, você se familiarizará com a medição de tensão.
Tensão é a medida do “empurrão” elétrico pronto para motivar cargas a se mover através de um condutor.
Em termos científicos, é a energia específica por unidade de carga, definida matematicamente como joules por coulomb.
É análoga à pressão num sistema fluido: a força que move o fluido através de um tubo, e é medida na unidade do Volt (V).
O seu multímetro deve vir com algumas instruções básicas.
Le-as bem! Se o seu multímetro for digital, será necessária uma pequena bateria para funcionar.
Se for analógico, não necessita de uma bateria para medir a tensão.
Alguns multímetros digitais estão em autoregulação. Um auto-multimétrico tem apenas algumas posições de chave seletora (dial).
Multimétricos de variação manual têm várias posições diferentes para cada quantidade básica: várias para tensão, várias para corrente e várias para resistência.
Autoranging é normalmente encontrado apenas nos medidores digitais mais caros, e é para variação manual como uma transmissão automática é para uma transmissão manual em um carro.
Um auto-multimétrico “muda de marcha” automaticamente para encontrar a melhor faixa de medição para exibir a quantidade específica que está sendo medida.
Configure o interruptor seletor do seu multímetro para a posição “DC volts” de maior valor disponível.
Autoranging multímetros só pode ter uma única posição para a tensão DC, neste caso você precisa ajustar o interruptor para essa posição única.
Tocar a sonda de teste vermelha no lado positivo (+) de uma bateria, e a sonda de teste preta no lado negativo (-) da mesma bateria.
O medidor deve agora fornecer-lhe algum tipo de indicação.
Rever as ligações da sonda de teste à bateria se a indicação do medidor for negativa (num medidor analógico, um valor negativo é indicado pelo ponteiro que deflete para a esquerda em vez de para a direita).
Se o seu medidor for do tipo manual e a chave selectora tiver sido colocada numa posição de gama alta, a indicação será pequena.
Mover a chave selectora para a próxima definição de gama de tensão DC mais baixa e voltar a ligar à bateria.
A indicação deve ser mais forte agora, como indicado por uma maior deflexão do ponteiro do medidor analógico (agulha), ou dígitos mais ativos no display do medidor digital.
Para melhores resultados, mova a chave seletora para a configuração de faixa mais baixa que não “ultrapasse” a faixa do medidor.
Diz-se que um medidor analógico com uma escala superior é “pegado”, pois a agulha será forçada até ao lado direito da escala, para além do valor da escala completa.
Um medidor digital com uma escala superior por vezes exibe as letras “OL”, ou uma série de linhas tracejadas. Esta indicação é específica do fabricante.
O que acontece se tocar apenas numa sonda de teste de um medidor numa extremidade da bateria?
Como é que o medidor tem de se ligar à bateria para fornecer uma indicação?
O que é que isto nos diz acerca da utilização do voltímetro e da natureza da tensão?
Existe algo como tensão “em” um único ponto?
Certifique-se de medir mais de um tamanho de bateria, e aprenda a seleccionar a melhor gama de tensão no multímetro para lhe dar a indicação máxima sem ultrapassar a escala.
Agora comute o seu multímetro para a gama de tensão DC mais baixa disponível, e toque nas sondas de teste do multímetro nos terminais (cabos de fios) do diodo emissor de luz (LED).
Um LED é projetado para produzir luz quando alimentado por uma pequena quantidade de eletricidade, mas os LEDs também geram tensão DC quando expostos à luz, um pouco como uma célula solar.
Aponte o LED para uma fonte de luz brilhante com o seu multímetro ligado, e note a indicação do medidor:
Baterias desenvolvem tensão eléctrica através de reacções químicas. Quando uma bateria “morre”, ela esgotou seu estoque original de “combustível” químico.”
O LED, no entanto, não depende de um “combustível” interno para gerar tensão; ao contrário, ele converte energia óptica em energia elétrica.
Entanto que haja luz para iluminar o LED, ele irá produzir tensão.
Uma outra fonte de tensão por conversão de energia é um gerador.
O pequeno motor elétrico especificado na lista “Partes e Materiais” funciona como um gerador elétrico se o seu eixo for girado por uma força mecânica.
Conecte o seu voltímetro (o seu multímetro, ajuste para a função “volt”) aos terminais do motor tal como o ligou aos terminais do LED, e rode o veio com os seus dedos.
O aparelho deve indicar a tensão por meio de desvio da agulha (analógico) ou leitura numérica (digital).
Se achar difícil manter ambas as sondas de teste do medidor em ligação com os terminais do motor enquanto gira simultaneamente o eixo com os dedos, poderá usar fios de “jumper” com clipe jacaré como este:
Determinar a relação entre a tensão e a velocidade do eixo do gerador? Reverta o sentido de rotação do gerador e note a mudança na indicação do medidor.
Quando inverte a rotação do eixo, você muda a polaridade da tensão criada pelo gerador.
O voltímetro indica a polaridade pela direção da agulha (analógica) ou sinal de indicação numérica (digital).
Quando o condutor de ensaio vermelho é positivo (+) e o condutor de ensaio preto negativo (-), o medidor registará a tensão na direcção normal.
Se a tensão aplicada for da polaridade inversa (negativa no vermelho e positiva no preto), o medidor indicará “para trás”.