Pratica laboratório 1 - Utilização do multímetro

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INSTRUMENTAÇÃO - GAT 130 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UTILIZAÇÃO DO MULTÍMETRO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANTONIO LUIZ DA SILVA NETO – 201920762 
CAIO JUNQUEIRA FERREIRA – 201820721 
JULIO BRAZ JOSÉ OLIVEIRA DA SILVA - 201820887 
 
 
 
 
 
LAVRAS - MG 
2024 
 
 
OBJETIVO: 
 
O objetivo do experimento é o estudo e observação dos recursos e funcionalidades do 
multímetro que podem ser aplicados para medição de grandezas relacionadas ao curso de 
instrumentação. 
 
EXPERIMENTO 1 - Tensão Contínua 
 
O seletor foi ajustado para a função 𝑉 . Em seguida foi ativada a função “autorange” 
de modo que a função “range não aparecesse no display. Após, foi conectado as pontas de 
testes nos terminais do multímetro sendo a vermelha no terminal “V Ω Hz % Temp. Em 
seguida uma das fontes de tensão variáveis existente no módulo Supply / Security Button foi 
ajustada. Ao final o processo, foi realizado a medição da tensão resultante e coletado o valor 
no display do multímetro. 
 
 
Valor obtido: 10, 19 V ± (0,5% ∗ 10,19) + 1 ∗ 10−2 
 10, 19 V ± 0,06V 
 
Resolução: 10mV 
 
EXPERIMENTO 2 - Corrente Contínua 
O equipamento foi novamente ajustado para a função 𝑚�̅̈� e a função “Autorange” foi 
mantida ativada. As pontas de teste foram posicionadas no multímetro sendo a vermelha no 
terminal 𝑚𝐴 𝜇𝐴. Em seguida foi montado o circuito ilustrado e energizado. Em seguida as pontas 
de testes foram colocadas em serie com o circuito para coletar as medidas no display do 
multímetro. 
 
 
 
 
 
Valor obtido: 10,36 ± (1,0% ∗ 10,36) + 1 ∗ 10−5
 
 10,36 ± 0,10 𝑚𝐴 
 
Resolução: 0,01 𝑚𝐴 
 
Cálculo da resistência de carga: 
𝑅 =
𝑉
𝐼
=
10,19
10,36 ∗ 10−3
= 983,59Ω 
 
Cálculo das incertezas utilizando o método de Kleine e McClintock: 
 
𝜎𝑅 = √(
𝜎𝑅
𝜎𝑉
)2 ∗ (𝜎𝑉)2 ∗ (
𝜎𝑅
𝜎𝐼
)
2
∗ (𝜎𝐼)2 = √(
1
𝐼
∗ 𝜎𝑉)
2
+ (
𝑉
𝐼2
∗ 𝜎𝐼)
2
 
𝜎𝑅 = √(
1
10,36 ∗ 10−3
)
2
∗ (0,06)2 + (
10,19
(10,36 ∗ 10−3)2
)
2
∗ (0,10)2 
𝜎𝑅 = 9,49 
𝑅 = (983,59 ± 9,49)Ω 
 
 
EXPERIMENTO 3 - Tensão Alternada 
 
 
O seletor do multímetro foi ajustado agora para a função 𝑉 mantendo a função 
“Autorange” ativada. As pontas de testes foram realocadas sendo a vermelha no terminal “V 
Ω Hz % Temp. Em seguida utilizamos um gerador de sinais ajustando – o para onda 
senoidal, frequência 60 𝐻𝑧 e amplitude máxima. A partir disso foi medida a tensão 
resultante e coletado o valor no display do multímetro. 
 
 
Valor obtido: 7,51 V ± (1,2% ∗ 7,51) + 8 ∗ 10−2 
 7,51V ± 0,17V 
 
Resolução: 10mV 
 
EXPERIMENTO 4 - Corrente Alternada 
 
Neste experimento o seletor foi ajustado para a função 𝑚𝐴˜, e mantida a função 
“Autorange”. As pontas de testes foram realocadas sendo a vermelha no terminal “𝑚𝐴 𝜇𝐴”. Foi 
montado o circuito ilustrado na figura utilizando o gerador de sinais configurado para onda 
senoidal, frequência 60Hz e máxima amplitude. Em seguida o circuito foi energizado e coletada 
as medições no display do multímetro. 
 
Valor obtido: 7,22 ± (1,5% ∗ 7,22) + 8 ∗ 10−5
 
 7,22 ± 0,11 𝑚𝐴 
 
Resolução: 0,01 𝑚𝐴 
 
Cálculo da resistência de carga: 
𝑅 =
𝑉
𝐼
=
7,51
7,22 ∗ 10−3
= 1040,17Ω 
 
Cálculo das incertezas utilizando o método de Kleine e McClintock: 
 
𝜎𝑅 = √(
𝜎𝑅
𝜎𝑉
)2 ∗ (𝜎𝑉)2 ∗ (
𝜎𝑅
𝜎𝐼
)
2
∗ (𝜎𝐼)2 = √(
1
𝐼
∗ 𝜎𝑉)
2
+ (
𝑉
𝐼2
∗ 𝜎𝐼)
2
 
𝜎𝑅 = √(
1
7,22 ∗ 10−3
)
2
∗ (0,17)2 + (
7,51
(7,22 ∗ 10−3)2
)
2
∗ (0,10)2 
𝜎𝑅 = 15,85 
𝑅 = (1040,17 ± 15,85)Ω 
EXPERIMENTO 5 – Resistência 
 
 
No Experimento 5 sobre resistência, foi realizado um procedimento para medir a 
resistência de uma carga específica. Primeiramente, ajustamos o seletor do equipamento para a 
função de medição de resistência (Ω) e ativamos a função "Autorange" para permitir ajustes 
automáticos na escala de medição. Em seguida, conectamos as pontas de teste, garantindo que a 
ponta vermelha estivesse no terminal correto. Verificamos que não havia tensão aplicada à 
carga antes de realizar a medição. Após isso, procedemos com a medição da resistência da 
carga. Ao final, registramos os resultados para análise comparativa com medições anteriores 
realizadas em outros experimentos. 
 
 
a) R= 0,979 ± (1% . 0,979 + 4 . 0,001) kΩ 
 
b) Resolução = 0,001 kΩ 
 
c) Exp2: R2=V/I = 10,19/10,36 = 0,983 kΩ 
Exp4 : R4 = V/I = 7,51/7,22 = 1,04 kΩ 
Portanto, podemos observar que a resistência medida no experimento 5 está mais 
próxima a resistência do experimento 2 (corrente contínua), indicando uma concordância maior 
entre os resultados experimentais e teórico, nesse caso. 
 
 
EXPERIMENTO 6 – Teste de continuidade 
 
 
Nesse experimento, primeiramente, ajustamos o seletor do equipamento conforme as 
instruções fornecidas. Em seguida, conectamos as pontas de teste, garantindo que a ponta vermelha 
estivesse no terminal correto. Verificamos que não havia tensão aplicada ao cabo antes de iniciar o 
teste. Então, procedemos com o teste de continuidade do cabo, observando atentamente os avisos 
sonoros emitidos pelo equipamento. Registrando o resultado do teste para posterior análise, o 
objetivo foi verificar se o cabo estava contínuo, ou seja, se não havia interrupções na sua estrutura 
que pudessem afetar sua funcionalidade. 
 
 
a) O cabo testado está em boas condições e não está rompido, pois, a resistência medida é 
inferior a 35 ohms e houve um aviso sonoro indicando continuidade. 
 
EXPERIMENTO 7 – Teste de Diodos 
 
 
Ajustamos o seletor do equipamento conforme as instruções fornecidas e conectamos as 
pontas de teste, garantindo que a ponta vermelha estivesse corretamente inserida no terminal 
indicado. Em seguida, verificamos cuidadosamente que não havia tensão aplicada ao diodo que seria 
testado. Realizamos então o teste no diodo fornecido, observando atentamente o display para 
registrar o resultado. O objetivo desse experimento foi determinar se o diodo estava funcionando 
adequadamente. Para isso, verificamos se o display indicava uma queda de tensão próxima a 0,6 [V], 
o que seria característico de um diodo em boas condições. Caso o display indicasse "O.L.", isso 
sugeriria um diodo danificado, seja aberto ou com polarização reversa. 
 
 
a) Se considerarmos o valor medido de 0,563V como aproximadamente 0,6V, então podemos 
interpretar que a queda de tensão através do diodo está dentro da faixa esperada para um 
diodo em boas condições. 
 
EXPERIMENTO 8 – Capacitância 
 
 O seletor foi ajustado para a função 4000 µ𝐹. As pontas de testes foram conectadas, sendo a 
preta no terminal “𝑚𝐴 𝜇𝐴”. Em seguida averiguou-se que não havia tensão aplicada no capacitor 
que seria medido. O capacitor foi então descarregado ao associá-lo em paralelo com o resistor 
utilizado nos experimentos anteriores. Após tudo configurado, foi realizada a medição e coletado 
o valor no display do multímetro. 
 
a. O valor medido foi de 100 +- (5% de 100 + 15*10^-6) [µF] 
 100 +- 5,01 [µF] 
b. A resolução da medição é de 1 [µF]. 
c. A escala de 4000 [µF] não é a mais adequada a ser utilizada, a correta seria de 400 [µF]. 
 
 
EXPERIMENTO 9 – Temperatura 
 
 
Ajustamos o seletor do equipamento para a função de medição de temperatura em graus 
Celsius (°C). Em seguida, conectamos o termopar tipo K ao adaptador (XR-TA), assegurando que a 
polaridade estivesse corretamente alinhada. Posteriormente, conectamos o adaptador ao multímetro, 
garantindo também a correta polaridade. Para medir a temperatura corporal, pressionamos a junta de 
medição do termopar entre dois dedos. Após a medição, lemos o display do multímetro e registramos 
os resultados para análise. 
 
 
 
a) T =36± (1% . 36 + 3.1) ºC 
T= (36± 3º) 
b) Resolução = 1 º C 
 
EXPERIMENTO 10 – Frequência 
 
Novamente o seletor foi ajustado para a função 𝐻𝑧. As pontas de testes foram realocadas, 
sendo a vermelha noterminal “V Ω Hz % Temp. em seguida foi medido a frequência da rede 
elétrica, colocando as pontas de testes e uma das tomadas do laboratório. Após isso, foi coletado o 
valor no display do multímetro. 
 
a. A frequência da rede elétrica medida em uma das tomadas do laboratório é de 60 [Hz] ou 
0,060 [kHz] 
b. A resolução da medição é de 1 [Hz] 
 
 
 
EXPERIMENTO 11 – Duty Cicle 
 
O seletor foi ajustado para a função %. As pontas de testes foram realocadas, sendo a 
vermelha no terminal “V Ω Hz % Temp. Para realizar a medição do duty cycle de um sinal para 
testes de sondas, foi utilizado um osciloscópio (terminal “Comp. de PONTA”). Após conectado, foi 
coletado o valor no display do multímetro. 
 
a. O valor medido foi de 50,7 % +- (2% de 50,7 + 5*10^-3) 
i. (50,7 +- 1,2 )% 
 
 
 
1. Qual é a função do multímetro, que se utilizada de forma incorreta, pode trazer os maiores 
riscos à segurança do usuário? Em outras palavras, em qual função do multímetro um erro de 
ligação das pontas de teste pode causar os maiores riscos à segurança do usuário? 
 O multímetro possui algumas limitações nas medições, o que pode incorrer em riscos a pessoa 
que esta operando o equipamento. Se o operador não tiver o conhecimento adequado, ele pode ajustar 
o equipamento para a função de medição de corrente elétrica e conectar este em série com uma 
determinada fonte de energia, podendo esta ser de alta tensão. Caso isso aconteça (um “abuso 
elétrico”), pode ocorrer um curto circuito, podendo fazer com o que o equipamento exploda, 
superaqueça, se incendeie enquanto é manuseado. Dessa forma, é de extrema importância fazer a 
verificação da conexão das pontas de testes e da configuração do multímetro antes de realizar as 
medições. 
 
2. Em quais dos experimentos realizados a resolução da medição foi limitada pelo display? 
 
 Os casos em que os experimentos realizados a resolução de medição foi limitada pelo display, 
é o experimento 1 (tensão contínua), experimento 3 (tensão alternada), experimento 4 (corrente 
alternada), experimento 5 ( resistência), experimento 7 (teste de diodos), nestes a precisão seria maior 
com uma resolução maior no display. 
3. Sabe-se que o valor eficaz (ou valor RMS) de diversos tipos de sinais alternados pode ser 
medido utilizando-se o multímetro em questão, desde que o fator de crista do sinal seja < 3. 
O fator de crista (FC) e definido como a razão entre o valor de pico (Vpico) e o valor eficaz 
de um sinal (VRMS). Como o valor eficaz de um sinal depende do seu valor de pico e de uma 
constante característica de sua forma de onda, conforme mostrado na Figura 15, pode-se dizer 
que o fator de crista e o inverso dessa constante: 
 
𝑽𝑹𝑴𝑺 = 𝜸 ∗ 𝑽𝒑𝒊𝒄𝒐 𝑭𝑪 =
𝑽𝒑𝒊𝒄𝒐
𝑽𝑹𝑴𝑺
=
𝑽𝒑𝒊𝒄𝒐
𝜸 ∗ 𝑽𝒑𝒊𝒄𝒐
=
𝟏
𝜸
 
 Sabe-se também que, para um sinal de pulsos periódicos, o fator de crista é dado por 
FC= 1/K, em que K pode ser calculado conforme mostrado na Figura 15. Sendo assim, 
qual é o duty cycle mínimo de um sinal de pulsos periódicos para que seu valor RMS 
possa ser determinado por esse multímetro, sem que a especificação de fator de crista 
seja desrespeitada? 
FC dever ser menor que 3 (FC<3), para que a medida possa ser realizada. 
Para um sinal que nos mostra pulsos periódicos o 𝐹𝐶 =
1
𝑘
 onde 𝑘 = √𝐷 − 𝐷2 = √
𝐵
𝐶
− (
𝐵
𝐶
)2. 
O termo D significa determinada porcentagem do período da onda, onde a onda é positiva. Dessa 
forma o 𝑘 >
1
3
. Realizando a manipulação matemática, podemos chegar a uma equação do segundo 
grau −𝐷2 + 𝐷 = 0,3332 → 𝐷2 − 𝐷 + 0,111 = 0 . Assim, resolvendo para encontrar os zeros 
da função chegamos a D’ = 0,127 e D” = 0,873, dessa forma 0,127 < 𝐷 < 0,873. 
Isto nos da que o duty cycle mínimo de um sinal de pulsos elétricos é 12,7%.