Medição de tensão contínua entre dois pontos

Nesta prática, trabalhe somente com uma montagem resistiva isolada de baixa energia: alimentação de 6 Vcc com limite de corrente ajustado. Não use tomadas, rede elétrica nem baterias capazes de fornecer corrente alta.

Use um multímetro digital portátil alimentado por bateria e mantenha-o sem USB ou outras conexões externas durante a medição. Antes de mover pontas, seletor ou cabos, deixe a saída da fonte desabilitada.

Para medir uma alimentação contínua, selecione V⎓ — o símbolo pode aparecer como um V com linha contínua sobre linha tracejada, ou com outra identificação equivalente no seu instrumento. Isso é diferente de V~, usado para tensão alternada.

Conecte a ponta preta em COM e a ponta vermelha no borne de tensão, frequentemente marcado V/Ω. Confira as inscrições do seu próprio multímetro.

Se o seu multímetro tiver faixas manuais, escolha uma faixa de tensão contínua acima da maior tensão prevista. Para uma fonte de 6 V, a faixa de 20 Vcc, quando disponível, é uma escolha adequada.

Se ele tiver seleção automática, escolha V⎓ e siga o manual. Nunca comece em uma faixa menor que a tensão que espera medir.

Uma leitura de tensão sempre compara dois pontos. O multímetro indica:

leitura = potencial na ponta vermelha − potencial na ponta preta

Assim, a ponta preta define a referência daquela leitura. Ela pode estar no retorno da alimentação, mas não precisa: em uma montagem isolada, você pode comparar quaisquer dois nós escolhidos.

Para informar uma tensão de nó, diga também a referência: por exemplo, “B em relação a C”. Para medir a queda em um resistor, use os dois terminais desse resistor.

Para medir tensão, o voltímetro fica em paralelo: uma ponta toca cada um dos dois pontos escolhidos. O ramo do circuito continua montado; não retire o resistor nem abra um fio para fazer essa medição.

No esquema, procure os dois nós da grandeza desejada. Na protoboard, localize contatos que pertençam a esses mesmos nós e que estejam acessíveis. A ponta vermelha e a preta devem tocar somente esses dois pontos.

Use esta sequência conservadora:

1. Com a saída da fonte desabilitada, posicione as pontas nos dois pontos escolhidos.
2. Energize a saída somente para obter a leitura.
3. Desabilite novamente a saída antes de reposicionar qualquer ponta.

A tensão só é medida com o circuito alimentado. Já mudanças na montagem, na função ou nos bornes do multímetro são feitas com a saída desabilitada e as pontas afastadas.

Use este único caso de prática: uma fonte isolada ajustada para 6 Vcc, com limite de corrente de 5 mA, alimenta um divisor.

• R1 = 1 kΩ, entre os nós A e B
• R2 = 2 kΩ, entre os nós B e C
• Resistores de pelo menos 1/4 W
• A é o positivo da fonte; C é o retorno.

Você precisará da sua fonte, multímetro, protoboard, resistores e jumpers. Com 6 V, esse divisor solicita cerca de 2 mA, abaixo do limite configurado.

Com a saída da fonte desabilitada, confirme a configuração do voltímetro já estudada e posicione as pontas em pontos de teste acessíveis.

1. Coloque a ponta vermelha em A e a preta em C.
2. Habilite a saída somente para ler e anote a tensão A–C.
3. Desabilite a saída antes de reposicionar as pontas.
4. Mova somente a ponta vermelha para B; mantenha a preta em C.
5. Habilite a saída, leia B–C e registre. Depois, desabilite a saída.

A tensão medida em A–C, e não apenas o ajuste nominal da fonte, será sua referência de comparação.

Se você não tiver equipamento agora, use estes como dados de estudo, não como uma medição própria:

• Entre A e C, com vermelha em A e preta em C: +5,98 V
• Entre B e C, com vermelha em B e preta em C: +3,99 V

A segunda leitura é aproximadamente dois terços da primeira. O sinal positivo indica que, em cada caso, a ponta vermelha toca um ponto de potencial maior que a ponta preta.

Até aqui, a saída foi medida entre B e C, com C como referência. Para medir a queda em um resistor, toque os dois terminais desse resistor.

No divisor da prática:

• R1 está entre A e B: vermelha em A, preta em B → cerca de +2 V.
• R2 está entre B e C: vermelha em B, preta em C → cerca de +4 V.

Portanto, a queda em R2 é a mesma tensão de saída B–C. Já a queda em R1 é A–B, e não a tensão de B em relação a C.

Você quer medir a queda em R1 e posiciona a ponta vermelha em B e a preta em A. Qual leitura deve esperar, aproximadamente?

Um voltímetro real não é um observador totalmente isolado. Ele possui uma resistência de entrada finita: ao encostar as pontas entre B e C, o instrumento cria um caminho resistivo adicional entre esses mesmos nós.

Na medição da saída do divisor, esse caminho fica em paralelo com R2. Portanto, o voltímetro se comporta como uma carga ligada à saída e pode alterar a própria tensão que está medindo.

Considere, apenas para comparação, uma fonte de 6 V e um voltímetro hipotético com resistência de entrada de 10 MΩ. Os dois divisores abaixo têm a mesma razão de resistores: R2 é o dobro de R1. Sem carga, ambos teriam saída de 4 V.

Com o instrumento conectado entre B e C, o resultado depende da escala absoluta das resistências.

Para uma leitura em B–C ficar pouco alterada, a resistência de entrada do voltímetro deve ser muito maior que as resistências relevantes do divisor, especialmente o ramo inferior R2.

O valor de resistência de entrada não deve ser presumido. Consulte o manual do seu multímetro: ele pode variar conforme o modelo, a função ou a faixa selecionada. Nesta comparação, 10 MΩ foi apenas um dado didático.

Use o mesmo divisor, agora em uma disposição visual diferente: A é o positivo da fonte de 6 V; R1 = 1 kΩ liga A a B; R2 = 2 kΩ liga B a C; C é o retorno. Não há uma nova topologia: os nós continuam sendo A, B e C, mesmo que os fios apareçam desenhados de outro modo.