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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 3
CPM - Programa de Certificao de Pessoal de Manuteno
Eltrica
Medidas Eltricas
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CST 4 Companhia Siderrgica de Tubaro
Medidas Eltricas - Eltrica SENAI - ES, 1996 Trabalho realizado
em parceria SENAI / CST (Companhia Siderrgica de Tubaro) SENAI -
Servio Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Diviso de
Assistncia s Empresas Departamento Regional do Esprito Santo Av.
Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitria - ES. CEP 29045-401 - Caixa
Postal 683 Telefone: (027) 325-0255 Telefax: (027) 227-9017 CST -
Companhia Siderrgica de Tubaro AHD - Diviso de Desenvolvimento de
Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro
- Serra - ES. CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1322 Telefax: (027)
348-1077
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Esprito Santo
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Sumrio
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Medidas
Eltricas....................................................................03
Introduo
..........................................................................03
Classificao dos Instrumentos de Medidas Eltricas ........03
Instrumento de Ferro
Mvel................................................04
Instrumento de Bobina Mvel
.............................................05
Medio de Corrente e de Tenso
.....................................09
Medio de
Resistncia......................................................12
Medio de Potncia
..........................................................14
Medidores de Energia
Eltrica............................................16
Megmetro
(Megger)..........................................................23
O Freqencmetro
..............................................................27
Medidor de Fator de Potncia
............................................27
Volt-Ampermetro Tipo
Alicate............................................28
Preciso dos Instrumentos de Medidas Eltricas
...............31
Classe de Preciso dos Instrumentos
................................39
Simbologia dos Instrumentos de Medidas
Eltricas............40
Simbologia quanto s unidades de medidas
......................41
Sensibilidade dos Instrumentos de Medidas Eltricas
........47
Exerccios...........................................................................51
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Esprito Santo
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Medidas Eltricas
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CST 6 Companhia Siderrgica de Tubaro
Introduo Os aparelhos de medidas eltricas so instrumentos que
fornecem uma avaliao da grandeza eltrica, baseando-se em efeitos
fsicos causados por essa grandeza. Vrios so os efeitos aplicveis,
tais como: foras eletromagnticas, foras eletrostticas, efeito
Joule, efeito termoeltrico, efeito da temperatura na resistncia,
etc... Classificao dos Instrumentos de Medidas Eltricas Quanto ao
princpio de funcionamento;
Instrumentos eletromagnticos;
Instrumentos eletrodinmicos;
Instrumentos eletroqumicos;
Instrumentos dinmicos. Quanto corrente
Instrumentos de corrente contnua - CC; Instrumentos de corrente
alternada - CA. Quanto grandeza a ser medida
Ampermetros; Voltmetros; Ohmmetros; Wattmetros; Varmetros;
Fasmetros; Freqencmetros, etc...
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 7
Quanto apresentao da medida
Instrumentos Indicadores - apresentam o valor da medida no
instante em que est sendo feita, perdendo-se esse valor no instante
seguinte;
Instrumentos Registradores - apresentam o valor da medida no
instante em que est sendo feita e registra-o de modo que no o
perdemos;
Instrumentos Integradores - apresentam o valor acumulado das
medidas efetuadas num determinado intervalo de tempo.
Quanto ao uso
Instrumentos industriais; Instrumentos de laboratrio.
Instrumento de Ferro Mvel Na parte interna de uma bobina, uma chapa
de ferro doce fixa montada em oposio a uma chapa mvel. Se na bobina
circula corrente, ento ambas as chapas so magnetizadas
identicamente em relao aos plos resultantes, e desta forma, se
repelem. Quando se d a inverso do sentido de circulao da corrente,
na bobina, as chapas so novamente magnetizadas identicamente, e
continuam se repelindo. Por isto, os instrumentos de ferro mvel so
adequados para a medio, tanto de corrente quanto de tenso, em
corrente contnua e em alternada. As foras magnticas das chapas
exercem um conjugado sobre o eixo do ponteiro. A grandeza deste
conjugado no proporcional corrente na bobina, mas sim ao quadrado
desta corrente que est sendo medida. Portanto, uma corrente trs
vezes maior ocasiona uma deflexo do ponteiro nove vezes superior.
Por isto, a escala de leitura tem intervalos menores nos valores
mais baixos do que nos mais elevados. Por meio de uma forma
adequada das chapas no instrumento, possvel corrigir este detalhe,
com exceo dos valores bem baixos. Em muitos instrumentos, uma
leitura exata apenas possvel na faixa contida entre dois pontos bem
destacados sobre a escala. A mola montada sobre o eixo do ponteiro
desenvolve um conjugado oposto ao das chapas, levando assim o
ponteiro novamente a zero, quando o instrumento desligado. O
ponteiro destes instrumentos no estabiliza imediatamente a sua
posio de leitura sobre a escala, em virtude de vibraes do sistema
de medio. Por isto, necessrio acrescentar ao sistema cmaras de
amortecimento. Este amortecimento conseqente da ao entre uma lmina
que se desloca dentro de uma cmara, deslocamento este dificultado
pela resistncia do ar.
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Esprito Santo
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CST 8 Companhia Siderrgica de Tubaro
Estes instrumentos so freqentemente encontrados devido sua
construo robusta e mesmo assim simples, para aplicaes
industriais.
Instrumento de ferro mvel
Instrumento de Bobina Mvel No campo de um im permanente, montada
uma bobina mvel, giratria, alternada por corrente eltrica. a
corrente levada at a bobina por meio de molas espiras, que
simultaneamente desenvolvem o conjugado de oposio ao deslocamento
da bobina. A rotao da bobina e consequente deflexo do ponteiro, so
proporcionais corrente, o que faz com que os intervalos sobre a
escala estejam igualmente distanciados. O ponto zero da escala pode
tanto ficar no meio quanto na extremidade. Quando ocorre inverso do
sentido de circulao da corrente, ocorre tambm a inverso da rotao da
bobina ou da deflexo do ponteiro. Disto resulta que este
instrumento apenas pode ser usado para medio de tenso ou corrente
contnua. O amortecimento do movimento do ponteiro obtido por
frenagem de correntes de histerese, oriundas do movimento de rotao
de uma moldura de alumnio que envolve a bobina mvel, no campo
magntico.
Instrumento de bobina mvel
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 9
Instrumento Eletrodinmico O sistema de medio eletrodinmico
consiste de uma bobina mvel e uma fixa. Perante a passagem de
determinada corrente, as bobinas apresentaro a mesma polaridade e
assim levaro o ponteiro deflexo, por repulso. A corrente que
alimenta a bobina mvel levada a esta por meio de 2 molas espirais,
que, simultaneamente, desenvolvem uma fora contrria ao deslocamento
angular.
Instrumento eletrodinmico
Numa inverso do sentido da corrente, ambas as bobinas invertem
ao mesmo tempo a sua polaridade. Com isto, as condies de repulso
entre as bobinas no se alteram e a deflexo do ponteiro se d sempre
para o mesmo lado. Por esta razo, o instrumento pode ser utilizado
tanto em corrente contnua quanto alternada. Usado como ampermetro
ou como voltmetro, ambas as bobinas so ligadas em srie ou, perante
correntes muito elevadas, so ligadas em paralelo. A principal
aplicao deste tipo de instrumento encontrada nos medidores de
potncia (Wattmetros). Como a potncia obtida do produto da tenso
pela corrente, a bobina fixa dimensionada como bobina de corrente,
e a mvel como de tenso. A potncia, em watts, pode assim ser obtida
diretamente por simples leitura. Na medio de potncias em corrente
alternada, a potncia indicada a potncia til, porque apenas aquela
parte da corrente efetuar um trabalho, que estiver em fase com a
tenso, e assim seu valor P = U x I x cos. O amortecimento obtido
por uma cmara com ar, tal como no instrumento de ferro mvel. s
vezes so empregados instrumentos de medio blindados por uma chapa
de ferro, para evitar influncias magnticas presentes no ambiente
externo. Neste tipo, a bobina fixa montada dentro de um anel de
ferro fechado e laminado, evitando-se assim a formao de correntes
parasitas. A preciso do instrumento menor devido ao ferro.
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Esprito Santo
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CST 10 Companhia Siderrgica de Tubaro
Instrumento eletrodinmico blindado
Instrumento de Induo Este instrumento se compe de um corpo de
ferro quadripolar, que possui dois pares de bobinas cruzadas entre
si. No circuito de corrente de um destes pares de bobinas,
inclui-se uma indutncia. Disto resulta um deslocamento de fase
entre os pares de bobinas e desta forma, a existncia de um campo
girante. Um tambor de alumnio, montado de tal modo que apresente um
movimento giratrio, fica sob efeito indutivo deste campo girante.
As correntes induzidas neste tambor desenvolvem um conjugado e, com
isto, uma deflexo do ponteiro. A fora contrria a esta deflexo
conseguida da ao das molas espirais. O amortecimento do instrumento
feito por um im, em forma de ferradura, cujo campo atua sobre o
tambor girante.
O instrumento de medio por induo ou tipo Ferraris
O instrumento de induo, tambm chamado de instrumento de campo
girante ou instrumento de Ferraris, apenas pode ser usado para
corrente alternada. Devido indutncia, este instrumento sofre a
influncia da freqncia.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 11
Instrumento de Bobinas Cruzadas Entre os plos de um im
permanente, duas bobinas interligadas entre si, porm cruzadas, esto
dispostas de tal forma que possam girar. Cada uma das bobinas
ligada `a determinada tenso. Por esta razo, cada uma das bobinas
influi com certa fora magntica sobre o im permanente. Medio,
distncia, de presses por meio de um instrumento de bobinas
cruzadas
Se a tenso igual em ambas as bobinas seus efeitos magnticos
contrrios se equilibram, o que significa que as bobinas se ajustam
sobre um valor central (mdio). Neste instrumento, portanto, a posio
zero no obtida por meio da fora de molas, mas sim pela existncia de
correntes iguais em ambas as bobinas. Se cada uma das bobinas
estiver ligada tenso diferente, ento apresentam-se tambm campos
magnticos de intensidade diferente, do que resulta que o campo mais
forte ir determinar a deflexo do corpo da bobina. Disto se pode
concluir que o instrumento de bobinas cruzadas apenas se destina a
indicar diferenas de tenses. Seu emprego encontrado sobretudo na
medio de resistncias, assim como na de temperaturas e presses,
distncia. para estas finalidades as tenses correspondentes so
enviadas ao instrumento por meio de um divisor de tenso, que se
altera em funo da temperatura ou presso. Sistema de Medio com Fio
Trmico Neste instrumento, utilizada a dilatao que um fio fino sofre
devido ao calor originado pela passagem da corrente. Fixa-se um fio
de trao a um fio esticado de platina-irdio, estando o fio de trao
fixo a uma mola, passando por um rolo ou bobina. Quando da dilatao
do fio trmico, a bobina movimentada pela ao da mola, e o ponteiro
ativado, deslocando-se. A subdiviso da escala no uniforme, uma vez
que o calor dissipado varia com o quadrado da corrente. O
instrumento adequado para corrente contnua e alternada, sendo
empregado sobretudo nas medies em alta freqncia.
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Esprito Santo
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CST 12 Companhia Siderrgica de Tubaro
Sistema de medio com fio trmico
Instrumento Eletrosttico O funcionamento deste instrumento
baseia-se na atrao recproca de corpos eletricamente carregados, com
polaridades contrrias. o instrumento se compe de placas fixas e
mveis, s quais ligada a tenso a ser medida. Sobre o eixo do disco
mvel, montado um ponteiro. Uma mola atua no sentido contrrio ao
deslocamento deste. Instrumentos eletrostticos se destinam
especificamente medio de tenses elevadas, pois apenas estas so
capazes de desenvolver um conjugado suficientemente elevado. O
instrumento pode ser usado tanto em corrente contnua, quanto em
corrente alternada.
Instrumento Eletrosttico
Medio de corrente e de Tenso Medio de Corrente Todos os
instrumentos destinados a medir correntes, que atualmente so
utilizados, baseiam o seu funcionamento na ao magntica da corrente.
Medidores de corrente ou ampermetros so ligados em srie com o
circuito de corrente, apresentando uma pequena resistncia interna.
Instrumentos de ferro mvel so fabricados para correntes at 250A,
enquanto os de bobina mvel so executados para medir correntes de
apenas alguns ampres.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 13
Medio de corrente mais elevadas. Liga-se exatamente ao
instrumento um resistor em paralelo, designado por derivador
(antigamente shunt).
Ampermetro
Caso o ampermetro deva ser utilizado para uma faixa de medio n
vezes superior a existente (fator de amplificao n), ento uma parte
da corrente passar pelo ampermetro e (n-1) partes devero passar
pelo derivador.
Re ~sistenciaResistencia do Instrumento R
Fator de amplificacao 1iR R R
nn ni
=
=
1
Exemplo: A faixa de medio de ampermetro deve ser ampliada de
100A para 1A. A resistncia interna de 2 ohms. Qual o tamanho do
derivador Rn? Fator de amplificao:
n R Rn
ohmsn i= = =
=
= =
101
101
210 1
29
0 22,
, ,
Para a medio de correntes alternadas elevadas, so usados
transformadores de corrente. Medio de tenso Medidores de tenso ou
voltmetros so medidores de corrente com elevada resistncia interna.
Quando da aplicao de uma tenso, circula nos aparelhos uma
determinada corrente, que provoca a deflexo do ponteiro. Devido a
resistncia interna inaltervel do instrumento, a escala pode ser
ajustada em volts. Voltmetros so ligados em paralelo com o
consumidor ou rede.
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CST 14 Companhia Siderrgica de Tubaro
Medio de tenso mais elevadas utilizado um resistor de
pr-ligao.
Voltmetro com resistor de pr-ligao
Se a tenso a ser medida n vezes superior a faixa de medio
existente, ento o valor de tenso a ser consumido pelo resistor de
(n - 1) volts. RP = Resistor de pr-ligao Ri = Resistncia interna do
instrumento Rp = Ri x (n - 1) Exemplo: A faixa de medio de um
voltmetro de 12 volts deve ser ampliada para 60 volts. A resistncia
interna do instrumento de 2000 ohms. Qual o valor de Rp?
Fator ( ) ( )n R R np i= = = = =6012 5 1 2000 5 1 8000; ohms .
Para a medio de tenses alternadas elevadas, empregam-se
transformadores de potencial.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 15
Medio da Resistncia Resistncia obtida pela medio da tenso e da
corrente. A determinao da resistncia de uma carga pode ser feita
por medio indireta. Para tanto, o elemento resistivo ligado a uma
tenso, medindo-se a sua queda de tenso e a absoro da corrente. O
valor da resistncia obtido segundo a Lei de Ohms: R = E/I. Nas
medies de grande preciso, devem ser levadas em considerao a
resistncia interna e a corrente absorvida pelo instrumento de
medio.
Ligaes para a determinao indireta de resistncias
Medio por meio de Ohmmetro. Ligando-se diversos resistores de
valores diferentes a uma mesma tenso, ento em cada um aparecer uma
corrente de valor diferente. As grandezas das correntes so
inversamente proporcionais aso valores dos resistores. Quando da
interrupo de um circuito de corrente, isto , quando a resistncia
tem um valor infinitamente elevado, a corrente ter valor nulo. Por
estas razes, a escala de um ampermetro pode ser calibrada em ohms e
o instrumento utilizado como um ohmmetro.
Ligao do ohmmetro
A escala em ohms comea ento com o valor infinito ().
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Esprito Santo
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CST 16 Companhia Siderrgica de Tubaro
Escala do ohmmetro
A fonte de tenso normalmente uma bateria de 4 volts. O valor da
deflexo mxima do instrumento (valor zero) ajustado mediante o
pressionamento do boto de prova (eliminao do resistor Rx) e pelo
ajuste do resistor preligado. Quando diferentes baterias so usadas,
a tenso exata obtida por meio de um divisor de tenso. Pontes de
Medio Compe-se a ponte de medio de dois divisores de tenso ligados
em paralelo, cada um composto de 2 resistores (R1 - R3) e (R2 -
R4), sob a mesma tenso, acrescentando-se mais um ampermetro
(galvanmetro) ligado entre os terminais de um dos divisores de
tenso.
Divisores de tenso ligados em paralelo (ligao em ponte)
A ponte se baseia no princpio de que a corrente no galvanmetro
nula, quando a relao entre os valores R1 e R2 de um dos lados igual
a
relao R3 e R4. Isto significa: RR
RR
1
2
3
4= .
Os resistores R3 e R4 podem ser feitos variveis, mediante um
cursor que desliza sobre o fio metlico. Desta forma, possvel
determinar o valor de um resistor Rx desconhecido.
Ligao da ponte de medio
Neste caso: R R x R
Rx= 2
3
4.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 17
Na execuo normal de pontes de medio usa-se um potencimetro no
lugar do fio com cursor. Para se obter valores de medio exatos, o
valor de R2 deve se aproximar o mais possvel do valor de Rx. Isto
leva a fazer com que o resistor R2 seja executado nos tamanhos de 1
- 10 - 100 - 10 000 ohms. Ponte de Medio de Corrente Alternada Para
a medio de resistncias de lquidos ou aterramento, deve-se usar
corrente alternada no lugar da corrente contnua, pois caso contrrio
aparecer uma decomposio qumica, que influir sobre o valor da medio.
Da mesma forma, numa medio de um resistor com parte reativa, a
ponte deve ser alimentada com corrente alternada. A corrente ento
obtida da bateria, tornada pulsante e ajustada por meio de um
transformador. No lugar do galvanmetro colocado um fone. A ponte de
medio ajustada at a posio em que o som desaparece do fone.
Ponte de medio de corrente contnua com campainha
Medio de Potncia Nos instrumentos eletrodinmicos utilizados para
a medio de potncia, um resistor ligado antes da bobina de tenso,
quando a corrente nesta bobina no deve atingir valores muito
elevados. Neste caso, a ligao deve ser feita de tal forma que a
bobina de corrente e a de tenso em uma de suas extremidades estejam
ligadas ao mesmo plo (P).
Ligao das bobinas do wattmetro Ligao do Wattmetro
Assim, evita-se que entre as duas bobinas esteja atuando toda a
tenso, o que poderia dar origem descarga no instrumento.
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Esprito Santo
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CST 18 Companhia Siderrgica de Tubaro
Se a deflexo do ponteiro se der no sentido inverso ao desejado,
ento necessrio inverter a polaridade de uma das bobinas no
modificaria o sentido de deflexo. Nos casos de igual carga para a
fase, a potncia total 3 vezes maior que a potncia de uma fase. Por
esta razo, um medidor de potncia pode ser ligado a um dos
condutores de fase (A). A bobina de tenso ligada entre a fase
considerada (R) e o condutor neutro ou ponto de estrela.
Ligao do wattmetro para medir a potncia de fase
No caso de um sistema de 3 condutores, o ponto neutro formado
artificialmente por meio de 3 resistores, neste caso, o resistor de
pr-ligao Rp deve ser menor que os resistores R1 e R2, pelo valor da
resistncia interna do aparelho Ri, de modo que R1 = R2 = Rp +
Ri.
Ligao da potncia de fase com neutro artificial
No caso de cargas desequilibradas nas diversas fases, a medio
pode ser feita por meio de 3 wattmetros.
Medio da potnica total com 3 wattmetros
A potncia total dada pela soma das 3 potncias parciais. A bobina
de corrente ligada nas 3 fases, e os terminais das 3
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 19
bobinas de tenso so unidos entre si ou levados a um condutor
neutro existente. A ligao com 3 wattmetros pouco usada,
empregando-se mais o sistema de 2 wattmetros, que permite obter o
valor total, somando-se os valores medidos em ambos os
instrumentos.
Medio de potncia total com 2 wattmetros
As bobinas de corrente so inseridas em duas fases externas e as
extremidades das duas bobinas de tenso so ligadas quele condutor de
fase, que ainda no recebeu ligao. Medidores de Energia Eltrica
Generalidades Para a medio do trabalho eltrico, so empregados
medidores de energia eltrica cujos valores so obtidos em funo da
tenso, da corrente e do tempo. Dependendo do seu emprego, so
encontrados diversos tipos, classificados segundo:
1. Tipo de corrente: corrente contnua , alternada monofsica e
alternada trifsica.
2. Tipo de medio: medidores de ampre-horas, medidor de
watt-horas.
3. Tipo de construo: medidor com motor, medidor de induo,
medidor eletroltico.
4. Medidor de diversas tarifas: medidor que aps um determinado
tempo passa a um segundo sistema de medio ou um medidor que apenas
marca consumo acima de um determinado valor, medida de mxima.
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Esprito Santo
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CST 20 Companhia Siderrgica de Tubaro
Medidores de Corrente Contnua Medidor de motor para medio dos
ampres-horas. Este medidor baseia o seu funcionamento no princpio
dos motores de corrente contnua.
Medidor de ampre-horas
Os plos so constitudos por um im ferradura. O induzido se compe
de 3 bobinas planas, que so dispostas entre dois discos de alumnio.
Os terminais das bobinas so levados a um coletor de 3 lamelas. O
induzido percorrido apenas por uma parte da corrente devido ligao
de um derivador. O conjugado do induzido proporcional ao fluxo de
corrente. O disco de alumnio sofre uma frenagem durante a sua
rotao, em funo da prpria rotao e das correntes parasitas que se
desenvolvem. Desta forma, os efeitos de rotao e de frenagem mantm a
rotao num certo equilbrio, fazendo com que a rotao represente a
grandeza da corrente do induzido. A rotao do eixo do induzido
transmitida ao mecanismo de medio por meio de uma engrenagem. Como
o nmero de voltas do disco depende da corrente do induzido e do
tempo, o nmero de ampre-horas pode ser lido diretamente, levando-se
em considerao uma relao de transmisso adequada. Considerando-se
constante a tenso de rede, este mecanismo pode ser calibrado para
indicar o consumo de kWh. A construo deste medidor simples e, por
isto, relativamente barata. Os terminais devem estar com a
polaridade certa, pois, caso contrrio, o medidor andar para
trs.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 21
Medidor de motor para watt-horas. Este medidor tambm baseia o
seu funcionamento nos motores de corrente contnua e assemelha-se na
sua construo ao instrumento eletrodinmico de medio.
Medidor de watt-horas
Duas bobinas de corrente fixas, pelas quais passa a corrente de
carga, originam o campo magntico fixo (campo do estator). O
induzido, que uma bobina de tenso sem ncleo de ferro e formato
circular, ligado tenso da rede, recebe a alimentao da corrente por
meio de escovas e um coletor de metal nobre. As foras de frenagem
desenvolvem-se devido s correntes parasitas, empregando discos de
alumnio e ims permanentes. O nmero de voltas depende tanto da
corrente como da tenso, em virtude da montagem dinamomtrica. O
valor medido ao longo de um certo tempo dado em kWh. Para a
compensao das perdas devido ao atrito, acrescenta-se uma bobina
auxiliar. Esta bobina ligada ao circuito de corrente do induzido e
fica assim permanente sob tenso. de se observar, porm, que esta
bobina auxiliar poder fazer com que o induzido gire mesmo sem
carga, quando ocorre uma sobretenso ou aparecem vibraes mecnicas.
Para evitar tal situao, o eixo dotado de uma lmina de ferro, a qual
presa pelo im de frenagem perto da posio deste.
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Esprito Santo
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CST 22 Companhia Siderrgica de Tubaro
A designao dos terminais dos medidores de corrente contnua e
corrente alternada normalizada.
Designao dos terminais
A ligao de um medidor de watt-horas de dois condutores e de trs
condutores pode ser vista nas figuras abaixo.
Medidor de watt-horas de dois condutores
Medidor de watt-horas de trs condutores
Medidor eletroltico Este medidor baseia-se na decomposio
eletroltica de um lquido. Nesta decomposio, d-se a liberao de
hidrognio ou metal. A quantidade que se desprende proporcional
corrente e ao tempo, podendo, desta forma, ser usada como uma
medida das ampres-horas. Tais medidores podem apenas ser usados em
corrente contnua. Medidor de Corrente Alternada Funcionamento Um
disco de alumnio, montado de tal forma que possa girar
horizontalmente, fica sob a ao de diversos compos magnticos
alternados prximos. Por meio destes campos aparecem no disco
correntes parasitas. Os efeitos magnticos destas correntes influem
entre si e originam a rotao do disco.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 23
a. Rotao do disco por blindagem Um campo magntico pode ser
blindado parcial ou totalmente, quando o plo do im dotado de um
anel metlico. O mesmo efeito tem uma lmina de ferro em presena de
um campo.
Rotao do disco por meio da ao de um anel de blindagem
O fluxo magntico induz, assim, de um lado o anel metlico, e do
outro, com seu fluxo no blindado, o disco. Desta forma
desenvolvem-se correntes de igual sentido em ambos os lados, cujos
campos se atraem, dando ao disco o movimento de rotao. b. Rotao do
disco pela atuao de dois campos magnticos Medidores de corrente
alternada so construdos de tal modo que dois campos alternados,
defasados entre si, atuam sobre um disco de alumnio.
Rotao dos disco por meio de dois campos magnticos
Um dos campos criado pela bobina de tenso, o outro pela bobina
de corrente. O defasamento de 90 entre ambos devido, em grande
parte, ao fato de a bobina de tenso, com elevado nmero de espiras,
apresentar uma indutncia bem superior bobina de corrente. Alm
disto, a bobina de tenso feita com um circuito magntico paralelo,
de modo que apenas parte do fluxo passa pelo disco. Desta forma,
aparece mais um defasamento angular. Para o ajuste exato da posio
de fase, os enrolamentos de tenso e de corrente so dotados de mais
um enrolamento auxiliar, que curtocircuitado por meio de um
reostato.
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Esprito Santo
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CST 24 Companhia Siderrgica de Tubaro
Construo O mecanismo registrador acionado por meio de uma
engrenagem, que est ligada ao eixo do induzido. Um im permanente
forma tambm aqui a fora oposta rotao, por meio da ao das correntes
parasitas.
Medidor de corrente monofsica
Para compensar as foras de atrito, desenvolve-se um conjugado
suplementar, obtido por meio de uma blindagem parcial do campo da
bobina de tenso ou por meio de um pequeno parafuso de ferro,
lateralmente ao campo magntico. Obtm-se assim uma distribuio
irregular do campo magntico e, com isto, uma fora resultante que
motiva a rotao. Uma lmina de frenagem evita a rotao sem carga, tal
como no medidor com motor de corrente contnua.
Medidores Trifsicos Para a medio do trabalho em corrente
trifsica, com carga equilibrada, basta um medidor de corrente
monofsica. Este ligado em uma das fases e o valor medido
multiplicado por trs. No caso de carga desequilibrada, empregam-se
dois instrumentos de medio, que esto interligados da mesma forma
como os dois wattmetros.
Medidor de watt-horas na ligao com dois wattmetros
Os dois discos do induzido so, neste caso, montados sobre um
mesmo eixo.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 25
No caso de um sistema de 4 condutores, ou seja, trs condutores
de fase e um neutro, so empregados medidores com trs sistemas de
medio.
Ligao de medidores num sistema de 4 condutores
Os trs discos so montados sobre um eixo comum, de modo que as
suas foras de rotao se somam.
Medidores Especiais Os medidores de potncia reativa: destinam-se
medio do trabalho reativo. Estes medidores se distinguem dos
medidores trifsicos de potncia ativa, apenas pela mudana da ligao
de seus elementos internos, devendo-se atentar para que a seqncia
de fase seja correta (A, B, C).
Os medidores de duas tarifas: so dotados apenas de um sistema de
medio, que porm, comutado com dois sistemas registradores, por meio
de um relgio de comando. Desta forma, possvel o registro de duas
tarifas, por exemplo, diurna e noturna. Os medidores de excesso de
consumo: possuem, igualmente, dois sistemas de registro. Um deles
indica o consumo total e o outro o excesso de consumo acima de um
valor mximo preestabelecido. A separao de ambos os valores feita
por um motor sncrono, o qual, por meio de uma engrenagem ajustvel,
separa o nmero de rotaes do medidor, que correspondem ao excesso de
carga. Os medidores de mxima: possuem, alm de um dispositivo de
medio do trabalho til (kWh), um destinado a medir a potncia (kW),
para determinar a carga mxima que ocorre dentro de um perodo de
leitura de 15 ou 30 minutos. Esta a base para o clculo do preo
bsico. Por meio de um sistema de contatos, podem ser ligados
sistemas de alarme ou de desligamento, quando uma determinada carga
mxima prefixada ultrapassada. Tambm os medidores de controle do
valor mximo, que se baseiam no princpio de funcionamento do Medidor
de Excesso de Consumo, executam este servio.
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Esprito Santo
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CST 26 Companhia Siderrgica de Tubaro
Megmetro (Megger) O meghmetro um instrumento de medidas eltricas
destinado medio da resistncia de isolamento dos dispositivos ou
equipamentos eltricos (motores, transformadores, redes de
eletrodutos metlicos, cabos, etc...). Essa resistncia de isolamento
normalmente de valores elevados, na ordem de megohms (M). O valor
de 1 M = 1 000 000 . Basicamente, os meghmetros so constitudos
pelos seguintes componentes:
A - Galvanmetro com bobinas cruzadas (A); B - Bobinas mveis
cruzadas (B e B1); C - Gerador de CC manual de 500 ou 1000 V (C); D
- Regulador de tenso; E - Ponteiro; F - Escala graduada; G - Bornes
para conexes externas (L e T); H- Resistores de amortecimento (R e
R1). O funcionamento do meghmetro baseado no princpio eletrodinmico
com bobinas cruzadas, tendo como plo fixo, um im permanente e como
plos mveis as bobinas B e B1. Quando a manivela do gerador de CC
girada obtm-se uma tenso de valor varivel, de acordo com a
velocidade que esteja sendo imprimida manivela. Essa tenso enviada
ao regulador de tenso que a estabiliza em 500 ou 1000 V, sendo
enviada aos bornes L e T.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 27
Se os bornes L e T estiverem abertos, haver circulao de corrente
somente pela bobina B, que recebe tenso atravs do resistor de
amortecimento R.
O campo magntico criado por essa bobina B um deslocamento do
conjunto de bobinas mveis, levando o ponteiro para o ponto infinito
da escala graduada. Se os bornes L e T estiverem fechados em curto
circuito haver circulao de corrente tambm pela bobina B1, que
receber tenso atravs do resistor de amortecimento R1.
O campo magntico criado pela bobina B1 ser forte e oposto ao
criado pela bobina, o que far com que o conjunto de bobinas mveis
se desloque para outro lado, levando o ponteiro para o ponto zero
da escala graduada.
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Esprito Santo
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CST 28 Companhia Siderrgica de Tubaro
Se os bornes L e T forem fechados atravs de um resistor Rx de
valor elevado, a corrente que fluir pela bobina B1 ter uma
intensidade menor, ocasionada pela queda de tenso no resistor
Rx.
O campo magntico criado pela bobina B1 ter uma intensidade
menor, porm ainda em oposio ao campo criado pela bobina B. Nessa
situao o conjunto mvel se deslocar levando o ponteiro para um ponto
intermedirio da escala graduada. Esse ponto intermedirio o valor da
resistncia hmica do resistor Rx. A escala do meghmetro graduada em
megohms e a sua graduao no homognea.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 29
A leitura da escala graduada do megmetro direta, ou seja, basta
localizar a posio do ponteiro sobre a escala graduada e fazer a
leitura.
- O ponteiro est localizado sobre o nmero 20. Portanto, Ri = 20
M.
- O ponteiro est localizado sobre o nmero 1,4. Portanto, Ri =
1,4 M. Medio da resistncia de isolamento entre a fiao e a tubulao
metlica (massa) da instalao eltrica.
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Esprito Santo
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CST 30 Companhia Siderrgica de Tubaro
O borne T conectado tubulao metlica (massa) da instalao eltrica,
e o borne L conectado fiao da instalao. O Freqencmetro Para as
medies em baixa freqncia, geralmente usado o freqencmetro de
lminas.
Freqencmetro
O instrumento baseia o seu funcionamento nos efeitos de
ressonncia. Uma determinada quantidade de Lminas metlicas (lnguas)
de diferentes freqncias, prprias de ressonncia, levada a vibrar,
pela ao dos impulsos magnticos provenientes de um eletroim
alimentado com freqncia nominal da rede. Com isto, uma das lminas
vibrar com maior intensidade, e exatamente aquela cuja freqncia
prpria a mesma cmoda freqncia aplicada. Lminas adjacentes tambm
vibraro, porm com menor intensidade. Medidor de Fator de Potncia O
fator de potncia pode ser determinado por clculo baseado na tenso,
corrente e potncia til, ou seno diretamente por meio de um medidor
de fator de potncia. A construo deste instrumento corresponde ao de
um instrumento eletrodinmico blindado em invlucro de ferro, com
bobinas cruzadas mveis. Os plos do ncleo de ferro, que fixo, so
estabelecidos por meio de uma bobina de corrente. Ambas as bobinas
do sistema mvel de bobinas cruzadas so ligadas tenso e apresentam
um comportamento em oposio. Aplicando-se corrente alternada
monofsica, uma das duas bobinas cruzadas, ligadas em paralelo, ir
comandar uma indutncia, enquanto a outra comandar um resistor
puro.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 31
Medidor de fator de potncia. Ligao em corrente alternada
monofsica
No caso de corrente trifsica, ambas as bobinas cruzadas esto
ligadas a duas tenses, defasadas entre si, da rede trifsica.
Medidor de fator de potncia. Ligao em corrente trifsica
Em ambos os casos analisados, apresentam-se conjugados opostos
nas bobinas cruzadas, devido ao defasamento, em relao bobina de
corrente. O conjugado que atua sobre a deflexo do ponteiro
determinado pela bobina, cuja tenso apresenta um maior deslocamento
de fase em relao corrente da bobina de corrente. O ponto zero do
instrumento, tal como em todos os instrumentos de bobina cruzada,
dado apenas aps a ligao da tenso. estes instrumentos tem
amortecimento por correntes parasitas. Volt-Ampermetro Tipo Alicate
O ampermetro comum acoplado ao circuito, quando empregado para
medir a corrente eltrica em CA. Podemos efetuar essa mesma medida
com um volt-ampermetro tipo alicate, sem a necessidade de
acoplamento com o circuito, pois esse instrumento constitudo pelo
secundrio de um transformador de corrente, para captar a corrente
do circuito.
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Esprito Santo
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CST 32 Companhia Siderrgica de Tubaro
O volt-ampermetro tipo alicate apresenta os seguintes
componentes bsicos externos:
A - Gancho (secundrio de um TC); B - Gatilho (para abrir o
gancho); C - Parafuso de ajuste (para zerar o ponteiro); D - Visor
da escala graduada; E - Terminais (para medio de tenso); F - Boto
seletor de escala. O volt-ampermetro tipo alicate apresenta os
seguintes componentes bsicos internos:
a - Gancho (bobinado secundrio de um TC); b - Retificador; c -
Resistor shunt para medies amperimtricas; d - Galvanmetro; e -
Terminais; f - Seletor de escala; g - Resistores de amortecimento
para medies voltimtricas.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 33
O princpio de funcionamento do volt-ampermetro tipo alicate do
tipo bobina mvel com retificador e utilizado tanto para medies de
tenso como de corrente eltrica. Observao: Quando o volt-ampermetro
tipo alicate utilizado na
medio de tenso eltrica, funciona exatamente como o
multiteste.
Na medio da corrente o gancho do instrumento deve abraar um dos
condutores do circuito em que se deseja fazer a medio (seja o
circuito trifsico ou monofsico).
O condutor abraado deve ficar o mais centralizado possvel dentro
do gancho.
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CST 34 Companhia Siderrgica de Tubaro
O condutor abraado funciona como o primrio do TC e induz uma
corrente no secundrio (o prprio gancho). Essa corrente secundria
retificada e enviada ao galvanmetro do instrumento, cujo o ponteiro
indicar, na escala graduada, o valor da corrente no condutor. Os
volt-ampermetros tipo alicate no apresentam uma boa preciso no
incio de sua escala graduada, mesmo assim podem ser empregados nas
medies de correntes com baixos valores (menores que 1A). Nesse
caso, deve-se passar o condutor duas ou mais vezes pelo gancho do
instrumento.
Para sabermos o resultado da medio basta dividirmos o valor lido
pelo nmero de vezes que o condutor estiver passando pelo gancho.
Suponha que o instrumento da figura acima esteja indicando uma
corrente de 3A. A corrente real que circula no condutor ser:
I valor indicado pelo instrumentonumero de voltas do condutor no
gancho
I A= =33
1
Preciso dos Instrumentos de Medidas Eltricas Para que a medio de
uma grandeza eltrica seja correta, dois fatores devem ser
observados: - A escolha correta dos instrumentos; - Preciso de
leitura. Cada tipo de instrumento apresenta variaes na preciso de
sua escala, ou seja, a preciso da escala varia, de acordo com o
princpio de funcionamento do mesmo.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 35
Numas escalas, as divises so homogneas, isto , suas divises so
uniformes, mantendo do incio ao fim da graduao a mesma distncia
entre uma diviso e outra.
Em outras escalas, essas divises so heterogneas, suas divises so
mais concentradas no incio e mais afastadas no centro.
Preciso em Instrumentos do Tipo Ferro Mvel A escala graduada dos
instrumentos de medida do tipo ferro mvel heterognea.
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CST 36 Companhia Siderrgica de Tubaro
A distncia entre o nmero zero e o nmero 1 menor que a distncia
entre o nmero 1 e o nmero 2. Essa variao ocorre porque o
deslocamento do ponteiro, nesse tipo de instrumento, no linearmente
proporcional ao aumento da corrente em sua bobina. Com a passagem
de 1 A na bobina do instrumento, o ponteiro deflexiona 1 unidade na
escala graduada.
Com a passagem de 2 A na bobina do instrumento, o ponteiro
deflexiona 4 unidades na escala graduada. Note que o deslocamento
do ponteiro nesse tipo de instrumento proporcional ao quadrado da
corrente na sua bobina. Devido a essa caracterstica, esse
instrumento utilizado apenas para medies de grandezas eltricas que
no requerem grande preciso e cujos valores se situem em pontos
intermedirios da escala graduada. O instrumento de medio tipo ferro
mvel abaixo com escala graduada de 0 a 50 V, tem uma preciso
aceitvel de medida somente nos pontos localizados entre 10 e 40
V.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 37
Preciso nos instrumentos do tipo bobina mvel A escala graduada
dos instrumentos de medida do tipo bobina mvel homognea. A distncia
existente entre o nmero zero e o nmero 2 igual que existe entre o
nmero 2 e o nmero 4. Essa homogeneidade ocorre porque o
deslocamento do ponteiro nesse tipo de instrumento linearmente
proporcional ao aumento da corrente na sua bobina. Com a passagem
de 1 A na bobina do instrumento, o ponteiro deflexiona 1 unidade na
escala graduada.
Esse tipo de instrumento bastante sensvel s variaes de corrente
na sua bobina, isto , qualquer alterao no valor dessa corrente ser
prontamente registrada pelo ponteiro. Esse instrumento tem boa
preciso em toda a sua escala graduada. Por isso, esse instrumento
bastante usado na medio de grandezas eltricas que requerem preciso
(grandezas medidas em laboratrios).
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CST 38 Companhia Siderrgica de Tubaro
Preciso nos instrumentos dos tipo eletrodinmico A escala
graduada dos instrumentos de medida do tipo eletrodinmico
heterognea. A graduao mais concentrada no incio, pois a distncia
entre o nmero zero e o nmero 20 menor que a distncia entre o nmero
20 e o nmero 40.
Note que as distncias vo aumentando at o centro da escala,
decrescendo a seguir e voltando a concentrar-se no final. Essa
variao devido a este tipo de instrumento ter duas bobinas cruzadas,
responsveis pela variao do ponteiro (uma fixa A e outra mvel B que
se repelem mutuamente com a passagem da corrente). A repulso, no
incio da passagem da corrente, mais fraca, aumentando de
intensidade at que bobina mvel B atinja o centro do fluxo magntico
da bobina fixa A. A partir desse ponto a repulso volta a
enfraquecer. Com a passagem dos primeiros 10 A o ponteiro
deflexionar 2 mm.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 39
Com a passagem de 60 para 70 A o ponteiro deflexionar 10mm.
Com a passagem de 70 para 80 A o ponteiro deflexionar 11mm.
Esse tipo de instrumento apresenta preciso aceitvel, nas medies
de valores situados nos pontos intermedirios de sua escala
graduada, e empregado com maior freqncia nos medidores de potncia
eltrica, como os wattmetros.
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CST 40 Companhia Siderrgica de Tubaro
Erro por efeito paralaxe o erro de leitura que ocorre quando
qualquer instrumento de medida analgico lido de ngulo desfavorvel.
Para tentar evitar esse tipo de erro alguns instrumentos contem
dispositivo que facilita a leitura de sua escala graduada. Os
instrumentos de servio tem o ponteiro no formato de lmina bem
fina.
Para fazer a leitura de sua escala, devemos ficar de frente ao
instrumento , de tal forma que possamos ver somente o fino perfil
do ponteiro.
Estando bem posicionado no lhe ser possvel visualizar as faces
do ponteiro, mas somente o seu perfil.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 41
Na posio abaixo o leitor est visualizando as faces do ponteiro.
Isso provavelmente causar um erro de leitura, por efeito
paralaxe.
Os instrumentos de preciso (usados em laboratrio) tambm
apresentam os ponteiros em forma de lmina, bem fina. Diferem dos
instrumentos de servio por possurem um espelho, logo abaixo da
escala graduada.
Para leitura da escala graduada desse tipo de instrumento
devemos ficar em posio frontal ao aparelho, de tal forma que
possamos ver o ponteiro refletindo no espelho.
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CST 42 Companhia Siderrgica de Tubaro
Na posio abaixo, o leitor est fazendo a leitura do instrumento
de um ngulo desfavorvel. Ele est vendo a sombra do ponteiro
refletida no espelho. A leitura efetuada estar errada, por efeito
paralaxe.
Classe de Preciso dos Instrumentos a margem de erro percentual
que se pode obter na medio de uma determinada grandeza, por meio de
um instrumento de medidas eltricas. Os instrumentos de preciso para
laboratrio tem classe de preciso de 0, 1; 0,2 ou 0,5. Os
instrumentos de servio para fins normais tem, classe de preciso
1,0; 1,5; 2,5 ou 5,0. Consideremos a medio de tenso indicada em
120V por um voltmetro de servio da classe preciso 1,5 e cuja escala
graduada seja de 0 a 300 V.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 43
Matematicamente temos: 300 15100
450100
4 5x , ,= = .
Esse resultado indica que os 120 V lidos no instrumentos so na
realidade 120 4,5 V, ou seja, pode variar de 115,5 a 124,5 V.
Simbologia dos Instrumentos de Medidas Eltricas Para ter
segurana no uso dos instrumentos de medidas eltricas voc dever
escolher aquele que tem as caractersticas necessrias medio a ser
feita.
Para tanto, observe que os instrumentos se distinguem por
smbolos gravados em seus visores. Classe de preciso: A preciso do
instrumento indicada pelo seu erro em porcentagem do seu valor, no
fim da escala.
Classe Instrumentos de alta
preciso Instrumentos para fins normais
0,1 0,2 0,5 1,0 1,5 2,5 5,0
Erro em percentagem do valor, no final da escala
0,1 0,2 0,5 1,0 1,5 2,5 5,0
Exemplo: Qual o erro de um ampermetro para 60 A da classe 1,5,
quando o instrumento indica 40 A? Erro de medio 1,5% de 60 A =
0,015 x 60 = 0,9 A O valor real est entre 39,1 e 40,9 A.
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CST 44 Companhia Siderrgica de Tubaro
Simbologia quanto s unidades de medidas
A = Ampres Ampermetro
V = Volts Voltmetro
= Ohm
Ohmmetro
W = Watts Wattmetro
f ou Hz = freqncia
Freqencmetro cos ou = fator de potncia
Fasmetro
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 45
Simbologia quanto ao princpio de funcionamento Sistema Ferro
Mvel
Sistema Bobina Mvel
Sistema Eletrodinmico
Sistema Ressonante
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CST 46 Companhia Siderrgica de Tubaro
Sistema Eletrodinmico com bobinas cruzadas
Simbologia quanto posio de funcionamento Os instrumentos de
medidas eltricas so construdos para funcionar em trs posies:
Vertical, horizontal e inclinada
Normais: 2A, 2B, 2C e 2D. Nas outras posies, mencionar o ngulo
de inclinao ().
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 47
H instrumentos que no trazem o smbolo caracterstico da posio de
funcionamento. Eles podem funcionar em qualquer posio. Posio
Vertical
Posio Horizontal
Posio Inclinada
Note que na posio inclinada o smbolo assinala tambm os graus da
inclinao alm dos smbolos normalizados, voc poder encontrar outras
formas de representar a posio do instrumento: Posio Horizontal
Posio Vertical
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CST 48 Companhia Siderrgica de Tubaro
Simbologia quanto ao tipo de corrente Somente Corrente
Contnua
Somente Corrente Alternada
Ambas as Correntes - Contnua e Alternada
Alm dos smbolos normalizados, voc poder encontrar outras formas
de representar o tipo de corrente.
Instrumento que mede ambas as correntes
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 49
Simbologia quanto tenso de isolao Tenso de isolao ou tenso de
prova. o valor mximo de tenso que um instrumento pode receber entre
sua parte interna (de material condutor) e sua parte externa (de
material isolante). Esse valor simbolicamente representado nos
instrumentos pelos nmeros 1, 2 ou 3, contidos no interior de uma
estrela.
Note que os nmeros significam os valores de tenso de isolao em
KV.
Observao: A existncia da estrela sem nmero em seu interior
indica que o valor da tenso de isolao de 500 V. Usar
instrumentos de medidas eltricas que apresentam tenso de isolao
inferior tenso da rede a ser medida pode causar danos aos
instrumentos e risco do operador tomar choque eltrico. O
instrumento pode ser utilizado, sempre que sua tenso de isolao for
maior que a tenso da rede.
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CST 50 Companhia Siderrgica de Tubaro
Simbologia quanto classe de preciso A classe de preciso dos
instrumentos representada por nmeros. Esses nmeros tambm so
impressos no visor dos instrumentos.
0,5
2
1
Sensibilidade dos Instrumentos de Medidas Eltricas Nas figuras
abaixo ambos os voltmetros recebem o mesmo valor de tenso (12V).
Porm, um dos instrumentos indica 12 V e outro 10 V.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 51
Essa diferena ocorre porque cada um desses instrumentos
apresenta grau de sensibilidade diferente. A sensibilidade dos
instrumentos de medidas eltricas determinado pela capacidade dos
instrumentos em medir grandezas eltricas, sem acrescentar carga
extra ao circuito. O instrumento considerado de boa sensibilidade
quando, ao ser inserido no circuito, no alterar significativamente
as caractersticas do circuito.
Sensibilidade dos Voltmetros A sensibilidade dos voltmetros
caracterizado pela relao Ohms/Volts. Essa relao calculada
tomando-se por base a corrente necessria para levar o ponteiro do
instrumento ao final da escala graduada. Exemplo 1:
Seja um voltmetro do tipo ferro mvel que necessite de 1 A para
que seu ponteiro atinja o final de sua escala graduada.
Relao ohms/volts = = = /,
/V EI
V10 001
1000 .
O nmero 1000 representa a sensibilidade desse voltmetro, onde
cada volt introduzido encontra uma resistncia hmica de 1000 .
Exemplo 2:
Seja um voltmetro do tipo bobina mvel que necessite de 0,05 A
para que seu ponteiro atinja o final de sua escala graduada.
Relao ohms/volts = = = /,
/V EI
V10 00005
20000 .
O nmero 20000 representa a sensibilidade desse voltmetro, onde
cada volt introduzido encontra uma resistncia hmica de 20000 . O
voltmetro que acrescenta menor carga ao ser inserido no circuito o
do exemplo 2. o que exige menor corrente para funcionar. Em outras
palavras, o que tem maior valor de resistncia hmica por volt (/V).
Em geral os voltmetros tipo bobina mvel oferecem melhor
sensibilidade em relao aos outros tipos.
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CST 52 Companhia Siderrgica de Tubaro
Sensibilidade dos ampermetros Os ampermetros tm a sensibilidade
caracterizada pelo valor de sua resistncia hmica interna. Quanto
menor for o valor da resistncia hmica interna, mais sensvel ser o
instrumento. O ampermetro ligado em srie com a carga. Logo, o valor
da sua resistncia hmica interna se soma ao valor da resistncia
hmica da carga.
Por essa razo, ao fazermos a medio da intensidade da corrente de
um circuito, devemos utilizar um ampermetro que tenha resistncia
hmica interna (Ri) no mnimo 100 vezes menor que a resistncia de
carga (R). Tomamos essa providncia porque ela faz com que o
resultado da medida se aproxime ao mximo da realidade. Exemplo 1:
Observe o circuito abaixo:
Ele alimentado por uma fonte de 6 VCC e formado por uma carga
com resistncia de 3 .
I ER
I A= = =63
2
Vamos supor que na medio dessa corrente o ampermetro tenha
indicado o valor de 1,5 A em vez dos 2 A calculados. A indicao de
amperagem menor ocorreu porque o ampermetro utilizado no estava
adequado. Ao ser inserido no circuito o
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 53
ampermetro, com sua resistncia hmica interna de 1 , contribuiu
para o aumento da resistncia hmica do circuito, elevando-a de 3
para 4 . Re = R + Ri = 3 + 1 Re = 4 . Esse aumento de resistncia
hmica do circuito fez com que o valor da corrente diminusse:
I E I A= = =Re
,64
15
Houve um erro de 0,5 A devido ao uso de um ampermetro inadequado
para a situao. Exemplo 2: Observe o circuito abaixo:
Usemos agora um ampermetro de resistncia hmica interna de 0,03
(100 vezes menor que o valor da resistncia hmica da carga = 3
).
Re = R + Ri = 3 + 0,03 Re = 3,03 . O novo valor de corrente ser
:
I E I A= = =Re ,
,63 03
198
O novo valor de corrente (1,98 A) est bem prximo do valor
calculado (2A). Portanto, o ampermetro do exemplo 2 mais apropriado
para a leitura da corrente do circuito do que o ampermetro do
exemplo 1.
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CST 54 Companhia Siderrgica de Tubaro
Exerccios: 1. O smbolo abaixo, segundo a ABNT, representa o
instrumento
constitudo de:
a) ( ) eletrom e bobina fixa; b) ( ) m permanente e bobina fixa;
c) ( ) m permanente e bobina mvel; d) ( ) eletrom e bobina
mvel.
A figura abaixo refere-se s questes 2 a 5
2. A tenso de ensaio na freqncia industrial de:
a) ( ) 2 KV; b) ( ) 500 V; c) ( ) 0,5 KV; d) ( ) 1 KV; e) ( )
instrumento no sujeito a ensaio de tenso.
3. O princpio de funcionamento do instrumento de:
a) ( ) bobina mvel; b) ( ) ferro mvel; c) ( ) eletrodinmico; d)
( ) bimetlico; e) ( ) bobina cruzada.
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 55
4. O tipo de corrente medida pelo instrumento :
a) ( ) corrente contnua; b) ( ) corrente alternada; c) ( )
corrente contnua e alternada; d) ( ) corrente alternada trifsica
equilibrada; e) ( ) corrente contnua estabilizada.
5. Considerando que este wattmetro indique 800 W, o valor real
da
potncia pode variar entre:
a) ( ) 799,5 e 800,5 W; b) ( ) 760 e 840 W; c) ( ) 796 e 804 W;
d) ( ) 720 e 880 W; e) ( ) 794 e 806 W.
6. Para cada um dos instrumentos abaixo escreva:
Princpio de funcionamento; Tipo de corrente; Posio de
funcionamento; Classe de preciso; Tenso de isolao.
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CST 56 Companhia Siderrgica de Tubaro
7. Os instrumentos tipo ferro mvel so adequados para medio:
a) ( ) apenas de tenso alternada; b) ( ) tanto de corrente
quanto de tenso, em corrente contnua
e em alternada; c) ( ) de potncia em corrente contnua
(wattmetro); d) ( ) apenas de corrente contnua; e) ( ) de energia
em corrente alternada (kWh).
8. O instrumento tipo bobina mvel:
a) ( ) utilizado para medio em mdias freqncias; b) ( ) trabalha
tanto com corrente contnua com alternada; c) ( ) apenas pode ser
usado para medio com tenso ou
corrente contnua; d) ( ) utilizado para medio de freqncia
industrial; e) ( ) funciona com o princpio de lminas vibrteis.
9. Os instrumentos eletrodinmicos:
a) ( ) so utilizados apenas em C.C. e possuem escala
homognea;
b) ( ) so utilizados apenas em C.A.; c) ( ) aplicado
freqentemente em wattmetros, tanto em
corrente contnua como alternada; d) ( ) utilizam
obrigatoriamente em TC e TP; e) ( ) so ligados sempre em paralelo
com a carga.
A figura abaixo refere-se s questes 10 14.
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Esprito Santo
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SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 57
10. A tenso de ensaio na freqncia industrial de:
a) ( ) 2 KV; b) ( ) 500V; c) ( ) 5 KV; d) ( ) 1 KV; e) ( )
instrumento no sujeito a ensaio de tenso.
11. O instrumento deve ser utilizado com o mostrador:
a) ( ) na posio vertical; b) ( ) na posio inclinada; c) ( ) na
posio horizontal; d) ( ) na posio horizontal ou inclinada; e) ( )
na posio vertical ou horizontal.
12. O princpio de funcionamento do instrumento de:
a) ( ) bobina mvel; b) ( ) ferro mvel; c) ( ) eletrodinmico; d)
( ) bimetlico; e) ( ) bobina cruzada.
13. O tipo de corrente medida pelo instrumento :
a) ( ) corrente contnua; b) ( ) corrente alternada; c) ( )
corrente contnua e alternada; d) ( ) corrente alternada trifsica
equilibrada; e) ( ) corrente contnua estabilizada.
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Esprito Santo
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CST 58 Companhia Siderrgica de Tubaro
14. Considerando que este ampermetro indique 4A, o valor real da
corrente pode variar entre:
a) ( ) 3,8 e 4,2 A; b) ( ) 3,92 e 4,08 A; c) ( ) 3,98 e 4,02 A;
d) ( ) 3,9 e 4,1 A; e) ( ) 3,2 e 4,8.
15. Um gavanmetro cujo fundo de escala 1 micro ampre (A)
colocado, em srie, num trecho de circuito por onde circula
corrente de intensidade 100 A. Qual deve ser o valor da resistncia
shunt (Rs), se a resistncia interna do aparelho 9,9 ?
a) ( ) 0,99 ; b) ( ) 99 ; c) ( ) 0,1 ; d) ( ) 9,9 ; e) ( ) 1
.
16. O galvanmetro da figura abaixo no atravessado por
corrente eltrica. Qual o valor de resistncia Rx?
a) ( ) 3 ; b) ( ) 16 ; c) ( ) 10 ; d) ( ) 4 ; e) ( ) 3,3 .
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Esprito Santo
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17. Os intrumentos de medio I1, I2, I3 representam,
respectivamente, a ligao de:
a) ( ) frequencmetro, voltmetro, ampermetro; b) ( ) fasmetro,
ampermetro, voltmetro; c) ( ) ampermetro, voltmetro, wattmetro; d)
( ) frequencmetro, wattmetro, fasmetro; e) ( ) ampermetro,
wattmetro, fasmetro.
CapaCoordenaoSumrio1. Medidas Eltricas