Ferramentas de Bancada no Tinkercad – Parte 2

Dando continuidade a nossa série sobre o uso de ferramentas de bancada no Tinercad veremos neste post o uso do multímetro, uma ferramenta essencial para qualquer pessoa que vai entrar no mundo da eletrônica.

Conhecendo o Multímetro do Tinkercad

O multímetro é, possivelmente, o mais básico dos aparelhos de medição que um hobbista ou profissional deve ter. No multímetro do Tinkercad podemos medir resistência, tensão e corrente. Apensar das funcionalidades no Tinkercad, vimos que um multímetro real pode ter diversas outras função.

A Figura 1 apresenta o multímetro do Tinkercad com as opções possíveis de medição. Ao selecionar o multímetro uma caixa de opções aparece para que o modo de operação possa ser selecionado. Podemos ver esta caixa na Figura 1 onde temos as opções de modo. São elas:

  • Amperagem (corrente elétrica): neste modo, apresentado na Figura 1(A), é possível medir a corrente de consumo de um componente, de um circuito ou parte dele. O termo amperagem é considerado um termo leigo para se referir à corrente elétrica. Os livros de engenharia normalmente não utilizam amperagem para se referir à corrente elétrica. De fato nunca vi ser utilizado em nenhum livro. Vou utilizar o termo “corrente” ao longo deste texto.
  • Tensão: este modo, apresentado na Figura 1(B), é utilizado para aferir a diferença de potencial elétrico entre dois pontos do circuito ou simplesmente sobre um determinado componente. O termo leigo para se referir à tensão elétrica é voltagem. Vou preferir utilizar tensão neste artigo.
  • Resistência: Para medir a resistência devemos utilizar o modo de mesmo nome no multímetro, exibido na Figura 1(C). Este modo pode ser utilizado didaticamente para ensinar ou aprender sobre o comportamento da associação de resistores por exemplo.
Figura 1. Opções do multímetro do Tinkercad.

Medindo Corrente e Tensão

Para usar um multímetro, seja real ou o do Tinkercad, normalmente devemos escolher a unidade e escala de medição. No caso do Tinkercad escolhemos apenas a unidade, ou seja o que queremos medir: corrente, tensão ou resistência.

Para medir a corrente devemos colocar o multímetro em série com o circuito ou componente que queremos medir. Dessa forma a corrente flui através do multímetro e a medição é apresentada no display.

Também é preciso verificar a polaridade da conexão do multímetro em relação ao que vamos medir. Ainda na Figura 1 podemos verificar a polaridade sendo representada pelos contatos vermelho (+) e preto (-). Temos que nos certificar de conectar o vermelho à entrada da corrente a ser medida e o preto deve seguir para o terra (-) do circuito.

Já na medição da tensão devemos colocar o multímetro em paralelo com o circuito ou componente que queremos medir. A polaridade também deve ser observada. Caso essa polaridade seja invertida os multímetros digitais tendem a mostrar o valor com o sinal negativo, assim como no Tinkercad.

Vamos observar a Figura 2. Nela temos a medição da corrente que flui pelo LED. Observe que o positivo (contato vermelho) do multímetro (A) está ligado ao cátodo do LED. Como o sentido convencional da corrente é fluir do positivo para o negativo temos esse fluxo saindo do cátodo e indo para o negativo da bateria através do multímetro (A), estando ele, portanto, em série com o LED. Podemos observar a medição de 16,2 mA de corrente que o LED está utilizando da bateria. O resistor R está limitando essa corrente.

Ainda na Figura 2 temos o multímetro (B), que está medindo a tensão sobre o LED. Observe que o positivo do multímetro (B) está conectado ao ânodo do LED, ou seja, no terminal positivo, e o negativo do multímetro (B) no negativo da bateria. O multímetro (B) apresenta o valor 2,04 V necessário para acender o LED sem danificá-lo.

Figura 2. Medição da corrente e tensão de um LED.

Medindo a Resistência

A Figura 2 apresenta ainda uma chave SW que desliga a conexão do multímetro (C), responsável por medir a resistência do resistor R. Esta chave foi colocada porquê não devemos medir a resistência de um componente ligado ao circuito.

Na Figura 3 podemos observar um comportamento indesejado no caso da medição com resistor conectado ao circuito energizado. Observe que as leituras dos multímetros (A) e (B) diferem do ideal e o LED está sobrecarregado, o que pode acarretar dano ao componente. Nesta figura podemos ainda verificar uma medição de erro no multímetro (C) impossibilitando a leitura do valor do resistor.

Figura 3. Erro ao medir o resistor ligado ao circuito.

Para medir corretamente o resistor devemos usar o multímetro na posição de resistência e conectar as pontas de prova em paralelo com o componente. Não há necessidade de observar polaridade quando medimos resistências, por isso nas imagens optei por usar fios da mesma cor, verde.

Na Figura 4 podemos observar essa ligação onde também temos a chave SW em outra posição, agora desligando o resistor do restante do circuito e possibilitando a correta medição da resistência R. O valor lido pelo multímetro (C) é 150 Ohms, o que condiz perfeitamente com o valor do componente sendo possível também de ser identificado pelo código de cores.

Como o LED não está conectado ao circuito devido ao uso da chave SW em modo aberto, não há fluxo de corrente e assim não é possível medir nem a tensão nem a corrente do LED.

Figura 4. Medição do resistor.

Experimente

A Figura 5 mostra uma versão dos circuitos apresentados anteriormente com uma única chave SW, capaz de alternar o que se quer medir: o valor do resistor ou a tensão e corrente. Basta mudar a posição da chave.

Na posição 1-2 teremos o fluxo de corrente através do LED e portanto serão apresentados os valores da tensão e corrente sobre este LED.

Já na posição 2-3 não há fluxo de corrente através do LED e assim será possível realizar a medição da resistência.

Figura 5. Circuito experimental finalizado.

Acesse o projeto no Tinkercad e experimente você mesmo as opções de uso do multímetro. O link para o exemplo deste post é o https://www.tinkercad.com/things/jikjT0kYtXq. Você pode copiar e realizar suas próprias verificações.

O multímetro no Tinkercad é uma ótima ferramenta para estudar a base da eletrônica, como operações envolvendo a Lei de Ohm, associação de resistores, alimentação etc.

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A seguir…

No próximo post vamos falar sobre o uso do gerador de funções no Tinkercad.

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