Muitas vezes precisamos usar resistores de valores baixos, menores do que 1 ohm. Por exemplo: no estágio de saída de amplificadores de potência se usam resistores nos emissores (BJT) ou fontes (MOSFET), de 0,22 ohms, 0,47 ohms, etc.; ou como sensores de corrente em proteção para curto-circuito em fontes reguladas ou chaveadas; em resistores shunt para aumentar a escala de miliamperímetros.
Se não tivermos resistores de precisão e for necessário selecionar ou casar resistores com mesmo valor, a tarefa se torna muito difícil e imprecisa se tivermos à nossa disposição, aparelhos medidores (quase sempre multímetros) mais simples e acessíveis e não equipamentos mais precisos, mas muito caros.
A maioria do multímetros digitais, tem pouca resolução para valores de resistência pequenos. Por exemplo, a escala mais baixa num digital é 199,9 ohms de fundo de escala, ou seja uma resolução de 0,1 ohm que pode ficar variando bastante.
Podemos com o uso de componentes baratos e acessíveis, conseguir uma medição e leitura um pouco melhor, usando o mesmo multímetro disponível.
A ideia é fazer passar uma corrente conhecida e estável pelo resistor e medir a queda de tensão sobre ele, já que mesmo os multímetros mais simples possuem escalas de tensão DC, na faixa de 200mV, bem como escala de microamperímetro em corrente contínua de 200uA e maiores.
O circuito necessário é fazer uma fonte de corrente constante. A corrente deve ser ajustada para que facilite a leitura e conversão da tensão para o valor de resistência do resistor em teste. Se passarmos uma corrente de 1A por um resistor de 0,22 ohms, a tensão lida deve ser de 0,22V ou 220mV. Como isso ultrapassa o fim da escala mais sensível do multímetro (200mV), e o valor de corrente 1 ampére é alto, vamos adotar uma corrente de 100mA.
Uma fonte de corrente simples:
Esta fonte de corrente usa uma fonte de 9V, e componentes muito fáceis de se encontrar. Pode ser até outro transistor (desde que aguente mais de 100mA de corrente de coletor) e pode ser outro diodo zener de outro valor (5,6V, 4,7V, algo perto de 5V). O segredo é programar a corrente desejada (100mA) com o potenciômetro ou trimpot de 100 ohms, medindo primeiramente a corrente de coletor que sai do transistor (sem o resistor que vai ser testado). A fonte de corrente funciona assim: o diodo zener polariza o trimpot e a junção base-emissor do transistor, com 5,1V. Como tem uma queda de tensão de mais ou menos 0,6V sobre a junção base-emissor (Vbe), sobre o trimpot recai 4,5V. Se ajustarmos o trimpot para ter aproximadamente 45 ohms, a corrente de emissor vai ser de 4,5V/45ohms = 100mA. Dependendo do ganho do transistor, uma parte desses 100mA vai desviar pela base e resistor de 2200 ohms, e o restante vai para o coletor. Se o beta (ganho) for alto, quase nada se perde pela base, mas mesmo com uma corrente de base maior, digamos 1mA, podemos ajustar o trimpot pra ter uma corrente de emissor de 101mA de forma a conseguirmos os 100mA saindo no coletor. Se usarmos outros valores de diodo zener, ajustamos o trimpot pra conseguir a mesma corrente de 100mA no coletor. Apenas que quanto maior for a tensão no zener, maior deve ser a tensão de alimentação e maior deve ser o valor ajustado no trimpot. No caso com 9V de alimentação, há uma folga para valores maiores de 5V tensão zener. Podemos usar menos de 9V, pra que os componentes esquentem menos também.
Com a fonte de corrente de 100mA ajustada, para resistores de valores menores de 1 ohm (e até um pouco maiores), a corrente não deve variar significativamente, pois a fonte é de corrente constante. Basta então conectar o resistor que queremos medir, e depois usar o milivoltímetro disponível no nosso multímetro. Se o resistor tiver um valor nominal de 0,33 ohms, devemos medir algo perto de 33,0mV na escala de 200mV. Veja que aumentamos a resolução da medição, em pelo menos mais um dígito seguro e um que pode ficar variando, mas é melhor do que medir 0,3 ohms. Quem tiver dois multímetros, pode deixar um sempre medindo a corrente de 100mA, pra ver se ela não se altera com o tempo e temperatura e poder reajustar no trimpot se necessário.
Um outro circuito de corrente, mais simples, usa um ci muito comum e barato: o 7805. Podemos usar outro ci regulador, como o 7806, 7809, 7812. Mas o trimpot precisa da mesma forma acompanhar o aumento da tensão do regulador, bem como a tensão de entrada precisa ser 2V a mais do que a de saída do ci. O circuito é o seguinte:
Funciona quase da mesma maneira que a fonte de corrente anterior, só que a tensão de saída do 78XX é que é constante, dividida pelo valor do trimpot, programamos o valor da corrente constante. No 7805, a saída é 5V, portanto precisamos de 50 ohms entre a saída e o pino de referência do ci (o do meio) para obtermos 100mA de corrente. Esqueci de colocar no desenho acima um capacitor de 100nF em paralelo com o trimpot (ou ligando o pino de saída 3 e o de referência pino 2).
Podemos montar uma tabela relacionando a tensão medida e o valor do resistor medido:
100,0mV = 1,00 ohms
82,0mV = 0,82 ohms
68,0mV = 0,68 ohms
56,0mV = 0,56 ohms
47,0mV = 0,47 ohms
39,0mV = 0,39 ohms
33,0mV = 0,33 ohms
22,0mV = 0,22 ohms
10,0mV = 0,10 ohms
A precisão vai depender muito da precisão e calibração do miliamperímetro e do milivoltímetro do multímetro usado. Se eles estiverem descalibrados ou forem imprecisos, o valor da resistência não vai ser confiável, mas pode servir para achar valores iguais ou próximos de resistores quando necessário.
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