O Que é um Voltímetro?
Um voltmeter é um instrumento utilizado para medir a diferença de potencial elétrico entre dois pontos em um circuito elétrico. Para determinar a diferença de potencial, conectam-se os terminais do voltímetro entre esses pontos, sem a necessidade de interromper ou cortar o fio. A fórmula utilizada é ΔV = Va – Vb.
Tipos Comuns de Voltímetros
Existem diversos tipos de voltímetros, cada um com suas características e aplicações específicas. Os mais comuns incluem:
- Voltímetro de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)
- Voltímetro de Ferro Móvel
- Voltímetro Digital (DVM)
- Electrodinamômetro
- Voltímetro de Tipo Retificador
- Voltímetro de Indução
- Voltímetro Eletrostático
Funcionamento e Características
O voltmeter ideal teria uma resistência infinita, de modo que sua conexão a um circuito não alteraria as correntes presentes. Na prática, voltmeters possuem resistência finita, mas esta deve ser suficientemente alta para não influenciar significativamente as correntes do circuito. Voltímetros capazes de medir diferenças de potencial tão pequenas quanto 1 μV são comuns, e sensibilidades de até 10-12 podem ser alcançadas.
Os voltmeters digitais podem oferecer alta precisão, geralmente melhor que 1%. Instrumentos de teste especialmente calibrados possuem precisões ainda maiores.
Simbologia e Analogia Hidráulica
Em diagramas de circuito, um voltmeter é representado pela letra V dentro de um círculo, com duas linhas emergindo para representar os pontos de medição. A analogia hidráulica é uma ferramenta útil para entender o funcionamento dos circuitos elétricos, comparando-os com sistemas hidráulicos. Nessa analogia, a voltagem é comparável à diferença de pressão que impulsiona a água através de uma mangueira.
Como Funciona um Voltímetro?
Um voltímetro analógico comum utiliza um mecanismo eletromecânico que converte a corrente fluindo através do fio em uma leitura de voltagem. O funcionamento baseia-se na ideia da Lei de Ohm: “A voltagem através de uma resistência é diretamente proporcional à corrente que passa por ela”, representada pela fórmula V = I x R.
Aplicações do Voltímetro
Voltímetros são utilizados para medir a voltagem em circuitos domésticos, baterias, e em uma variedade de aplicações industriais e de pesquisa. Eles são essenciais para verificar o desempenho de fontes de alimentação e são frequentemente incorporados em multímetros modernos.
Medidores Analógicos e Digitais
Embora os voltmeters digitais sejam mais comuns atualmente, devido à sua precisão e facilidade de leitura, os voltmeters analógicos ainda são fabricados e podem ser mais acessíveis. Os voltmeters digitais oferecem uma exibição numérica de voltagem por meio de um conversor analógico-digital.
Diferença Entre Voltímetros de AC e DC
Os voltímetros de DC são utilizados para medir a voltagem em corrente contínua, enquanto os de AC são para corrente alternada. O voltmeter de DC mede o valor de pico da voltagem de DC, enquanto o de AC mede o valor RMS da voltagem de AC.
Níveis Típicos de Voltagem
Para comparação, eis alguns níveis típicos de voltagem:
- 1.5V (DC) – Tensão comum de baterias alcalinas não recarregáveis.
- 3.8V (DC) – Tensão padrão de baterias de smartphones.
- 12V (DC) – Tensão de baterias automotivas.
- 110 – 120V (AC) – Tensão de tomadas domésticas na América.
- 3kV – Tensão necessária para gerar 1mm de um arco elétrico.
- 110kV – Tensão em linhas de transmissão de energia elétrica.
- 300 MV – Tensão típica de um raio.
