Medindo Correntes Intensas com o Multímetro (INS335)
Os multímetros comuns, de baixo custo, e muitos dos que podem ser considerados sofisticados, não possuem escalas para correntes elevadas, na faixa de mais de 1 ampère. Esta limitação, em alguns casos, pode ser bastante indesejável, se considerarmos que muitos amplificadores de potência e circuitos transistorizados de inversores, fontes, etc., podem, com facilidade, drenar correntes com valores superiores a estes. Veja neste artigo como usar seu multímetro comum na medida de correntes intensas.
Obs. Este artigo é de 1985. Nos nossos livros Os Segredos no Uso do Multímetro e Como testar Componentes pode ver muito mais sobre o assunto do artigo.
Normalmente, os multímetros comuns possuem seu limite superior de correntes em valores inferiores a 1 ampère.
Por outro lado, amplificadores de potência, fontes de alimentação, controles de potência e muitos outros aparelhos, podem trabalhar com correntes superiores a 1 ampère que, em ajustes de funcionamento ou reparações, precisam ser medidas.
Com a utilização do multímetro de modo apropriado, mesmo não possuindo escalas para tal, o leitor pode medir estas correntes. Vejamos como isso pode ser feito.
Na medida de uma corrente, o que fazemos é forçar a circulação desta corrente por um instrumento, conforme sugere a figura 1.
Figura 1 – Medida direta de uma corrente
Se esta corrente for muito intensa, liga-se, em paralelo com o instrumento, uma resistência de derivação de valor apropriado, que tem por função desviar o excesso de corrente.
De acordo com o valor desta resistência, denominada "shunt", maior será o valor da corrente máxima que pode ser medida.
Os multímetros, em suas escalas de correntes, já possuem uma série de resistências calculadas de modo a se obter os valores máximos de correntes que eles medem.
Para ampliar a faixa de correntes que um multímetro mede, temos duas possibilidades:
A primeira consiste em se ligar, em paralelo com o instrumento, uma resistência adicional, um shunt que teria seu valor calculado de acordo com o novo fundo de escala desejado. (figura 2)
Figura 2 – Utilizando um shunt
Para este caso, entretanto, existem alguns problemas de construção ou obtenção destas resistências, já que seus valores serão normalmente muito baixos, da ordem de décimos ou mesmo centésimos de ohm.
Uma solução mais simples, que é a sugerida neste artigo, consiste em se substituir a medida da corrente pela medida de uma tensão sobre uma resistência conhecida, a qual será ligada em série com o circuito analisado. (figura 3)
Figura 3 – Medindo a tensão sobre uma resistência
A corrente num circuito, em função de sua resistência e da tensão nele aplicada, pode ser encontrada pela expressão:
I = V/R (Lei de Ohm)
Se a resistência usada em série com o circuito analisado for suficientemente pequena, podemos usar a escala menor de tensão do multímetro e, o que é mais importante, a influência que esta terá na precisão do resultado da medida será igualmente pequena.
Por exemplo, se ligarmos em série com um amplificador, cujo pico de corrente seja da ordem de 3 ampères, um resistor de 0,1 ohm, para cada ampère de corrente teremos uma tensão de 0,1 Volt.
Isso quer dizer que, se medirmos uma tensão de 0,3V entre os terminais do resistor, a corrente circulante será de 3 ampères.
Para o leitor usar, convenientemente, um resistor em série com o circuito cuja corrente deve ser medida, deve, em primeiro lugar, conhecer a relação entre os volts constatados e os ampères correspondentes.
Damos uma tabela, a seguir, que permite a escaIha dos valores usados em função dos valores da menor escala de tensão:
R = 0,05 Ω - 0,05 volt por ampère
R = 0,1 ohm - 0,1 volt por ampère
R = 0,2 ohm - 0,2 volt por ampère
R = 0,47 ohm - 0,47 volt por ampère
R = 1 ohm - 1 volt por ampère
As resistências desses valores usados devem ser, na medida do possível, precisas (5% ou menos) e sua obtenção, a partir de tipos comerciais, pode ser feita pela associação de valores mais frequentes, em paralelo.
Por exemplo, para obter 0,05 Ω, podemos ligar 20 resistores de 1 ohm em paralelo. Para Obter 0,1 ohm, podemos ligar 10 resistores de 1 ohm em paralelo.
Este procedimento, na ligação de diversos em paralelo, permite que o valor médio convirja para o valor desejado, já que os erros devidos às tolerâncias se compensam.
O segundo ponto a ser considerado refere-se à dissipação do resistor.
Quanto menor for seu valor, sua dissipação também será menor para uma mesma corrente.
Para medidas de corrente até 10 ampères, com os valores indicados, são as seguintes as dissipações totais dos resistores usados:
1 ohm = 20 watts
0,5 ohm = 10 watts
0,2 ohm = 4 watts
0,1 ohm = 2 watts
0,05 ohm = 1 watt
Veja o leitor que, se usarmos 5 resistores de 1 ohm x 1 watt, teremos uma dissipação de 5 watts, de modo que, empregando um multímetro na escala de 0-600 mV, podemos facilmente medir correntes de até 3 A, enquanto que, na escala de 0-2 V, podemos medir correntes de até 10 ampères.
Obs.: é importante proteger o instrumento contra uma eventual abertura do resistor usado como shunt, para que uma corrente excessiva não venha causar sua queima.