Prof. Gustavo Fernandes de Lima Instrumentos Elétricos de Medição Parte II.

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1 Prof. Gustavo Fernandes de Lima Instrumentos Elétricos de Medição Parte II

2 Programa da aula 2 Princípios Físicos Bobina Móvel, Ferro Móvel, etc. Instrumentos Básicos Amperímetro, Voltímetro, etc. Bibliografia

3 Princípios Físicos 3 Instrumento com Bobina Móvel Símbolo e detalhe construtivo

4 Princípios Físicos 4 Instrumento com Bobina Móvel (cont.) Características A atuação depende da FORÇA desenvolvida sobre um condutor que conduz CORRENTE dentro de um CAMPO MAGNÉTICO (B). Vantagens: baixo consumo próprio; alta sensibilidade; bastante preciso; possibilidade de escala ampla. Desvantagens: usados somente em CC; construção complexa e sensível; danifica-se rapidamente. Utilizado: A, V e W.

5 Princípios Físicos 5 Instrumento com Ferro Móvel Símbolo e detalhe construtivo

6 Princípios Físicos 6 Instrumento com Ferro Móvel Características Baseado na ação do CAMPO MAGNETICO (B) criado pela CORRENTE a medir percorrendo uma BOBINA FIXA sobre uma peça de FERRO doce MÓVEL. Tipos: ATRAÇÃO E REPULSÃO. Vantagens: usados em CC e CA; robustez e menor custo.

7 Princípios Físicos 7 Instrumento Eletrodinâmico sem Ferro Símbolo e detalhe construtivo

8 Princípios Físicos 8 Instrumento Eletrodinâmico sem Ferro Características Resulta da interação do Campo Magnético criado pela corrente na bobina fixa (BC) e a corrente na bobina móvel (BP), REPULSÃO. Pode-se medir CC e CA (melhor precisão entre os aparelhos de medidas elétricas). São usados como W, podem ser utilizados como V e A.

9 Princípios Físicos 9 Instrumento Eletrostático Símbolo e detalhe construtivo

10 Princípios Físicos 10 Instrumento Eletrostático Características Baseado na ATRAÇÃO de duas placas planas condutoras (fixa e móvel), criado pela tensão a medir (origina uma força de atração entre as placas devido às cargas acumuladas nas placas). Tipos: Atração. Utilizado: V.

11 Instrumentos Básicos 11 Introdução São instrumentos destinados à medição das grandezas elétricas básicas: corrente, tensão, potência e energia. Outras grandezas – como resistência e capacitância – podem ser obtidas pela adaptação nos medidores básicos.

12 Instrumentos Básicos 12 Amperímetro Utilizado para medir correntes, sempre é ligado em série com o elemento cuja corrente deseja- se medir; o condutor deverá ser “aberto” no ponto de inserção do instrumento

13 Instrumentos Básicos 13 Amperímetro (Multiplicação de Escala) Necessário para medir correntes de magnitude superior à de fundo de escala; Emprega um resistor (derivador ou shunt) em paralelo ao instrumento para desviar a parcela de corrente que excede o fundo de escala;

14 Instrumentos Básicos 14 Amperímetro (cont.) Precauções Antes de se usar o instrumento, deve-se escolher a escala adequada à grandeza da corrente a medir, de modo que a leitura se efetue no meio da escala. Por exemplo, se a corrente a medir for da ordem de 60A, deve-se escolher a escala de 0-100A. Caso se desconheça a ordem de grandeza da corrente a medir, deve-se escolher as escalas mais elevadas e, em seguida, trocar de escala, efetuando-se a leitura na metade da escala escolhida.

15 Instrumentos Básicos 15 Amperímetro (cont.) Precauções Os amperímetros comuns têm escalas até 600 ou 800A. Para leituras maiores, como é o caso de instrumentos fixos em painéis, há necessidade de transformadores de corrente (TC) que transformam valores elevados de corrente em valores pequenos (0- 5A), as quais, conhecida a relação de transformação do TC, permitem concluir a leitura real.

16 Instrumentos Básicos 16 Amperímetro (cont.) Precauções Em muitos modelos de amperímetros analógicos deve-se atentar para a ligação, relativamente ao sentido da corrente, pois uma inversão na mesma fará com que o ponteiro se desloque no sentido errado da escala; quando isso acontece, devem-se inverter os terminais da conexão.

17 Instrumentos Básicos 17 Alicate-Amperímetro Utilizado quando a interrupção do circuito é impraticável, capaz de medir a corrente pelo campo magnético que esta produz ao passar no condutor.

18 Instrumentos Básicos 18 Alicate-Amperímetro (cont.) Exemplo de medição

19 Instrumentos Básicos 19 Voltímetro Utilizado para medição de tensões. Ele deve ser ligado em paralelo com o elemento cuja tensão deseja-se determinar.

20 Instrumentos Básicos 20 Voltímetro (Multiplicação de Escala) É possível utilizar um voltímetro com fundo de escala inferior à tensão que se quer medir; Utiliza um resistor em série com o instrumento cujo valor seja apropriado para receber o “excesso” de tensão.

21 Instrumentos Básicos 21 Voltímetro Precauções Sempre que usamos um voltímetro, devemos verificar se a escala escolhida é compatível com a grandeza a ser medida. Por exemplo, se formos medir a tensão de aproximadamente 120 volts, poderemos usar a escala de 0-150V, nunca uma escala menor, porque poderão ocorrer avarias no instrumento. Caso não se saiba a ordem de grandeza da tensão a ser medida, deverão ser usadas as escalas mais altas.

22 Instrumentos Básicos 22 Voltímetro Precauções Os voltímetros usuais medem tensões de até 500 a 600 volts (baixa tensão). Para se medir altas tensões é necessário o uso de transformadores de potencial (TP), que transformam a alta tensão em baixa tensão. Na medição analógica, a inversão na conexão do instrumento ocasiona a inversão do sentido de deslocamento do ponteiro.

23 Instrumentos Básicos 23 Wattímetro Utilizado para medição de potência ativa, aquela que é dissipada em calor. Os aparelhos analógicos possuem duas bobinas, uma para medição de tensão (bobina de potencial) e outra para medição de corrente (bobina de corrente).

24 Instrumentos Básicos 24 Wattímetro (cont.) Os aparelhos digitais calculam, por amostragem, tensão e corrente eficazes, e delas as potências ativa e reativa, como também, o cos φ. São do tipo “alicate”, facilitando as conexões.

25 Instrumentos Básicos 25 Quilowatt-horímetro Conhecido também por “relógio de luz”, é utilizado para medição de energia ativa (ou consumo) das instalações elétricas. De construção similar à do wattímetro, emprega uma bobina de potencial e outra de corrente. Atualmente, as concessionárias de energia utilizam medidores digitais, mas ainda é comum medidores analógicos.

26 Instrumentos Básicos 26 Quilowatt-horímetro (cont.)

27 Instrumentos Básicos 27 Aplicações Industriais Medição Direta

28 Instrumentos Básicos 28 Aplicações Industriais (cont.) Medição Indireta

29 Instrumentos Básicos 29 Aplicações Industriais (cont.) Medição Indireta

30 Instrumentos Básicos 30 Aplicações Industriais (cont.) Medição Indireta

31 Instrumentos Básicos 31 Aplicações Industriais (cont.) Código Grandeza 03 Total Geral Energia Ativa 04 Total Energia Ativa Ponta 08 Total Energia Ativa Fora Ponta 10 Demanda Máxima Ponta 14 Demanda Máxima Fora Ponta 24 Total Geral Energia Reativa Indutiva 25 Total Energia Reativa Indutiva Ponta 29 Total Energia Reativa Indutiva Fora Ponta 31 Total Geral Energia Reativa Capacitiva

32 Instrumentos Básicos 32 Aplicações Industriais (cont.) Medição Remota

33 Instrumentos Básicos 33 Aplicações Industriais (cont.) Medição Remota

34 Instrumentos Básicos 34 Aplicações Industriais (cont.) Medição Remota

35 Instrumentos Básicos 35 Multímetro ou multiteste Instrumentos projetados para medir diversas grandezas, capaz de medir, pelo menos, tensão (CC e CA), corrente (normalmente só CC) e resistência.

36 Bibliografia 36 FILHO, Solon de M. Fundamentos de Medidas Elétricas. Rio de Janeiro : Editora Guanabara, 1981. NEVES, Eurico G. C.; MÜNCHOW, Rubi. Medidas Elétricas. Disponível em: http://minerva.ufpel.edu.br/~egcneves/biblioteca/caderno_ elet/cap_06.pdf http://minerva.ufpel.edu.br/~egcneves/biblioteca/caderno_ elet/cap_06.pdf SOUZA, Giovani B. Medidas Elétricas. Disponível em: http://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/f/f3/Aru-2010- _Fevereiro_-_medidas_eletricas.pdf http://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/f/f3/Aru-2010- _Fevereiro_-_medidas_eletricas.pdf Medidores Nansen: http://www.nansen.com.br/http://www.nansen.com.br/

37 Fim 37 O B R I G A D O