Prática 01 - Instrumentos de Medição

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CAMPUS SOBRAL 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
RELATÓRIO TÉCNICO 
 
 Disciplina: Instrumentação, Medidas e Instalações Elétricas 
Professor: Adson Bezerra Moreira 
 
 
 
PRÁTICA 01: Instrumentos de Medição 
 
 
 
 
 
 
 
Luis Felipe Carneiro de Sousa – 495074 
Paulo Afonso do Rego Fernandes Junior – 494226 
Paulyran Calisto Alves – 433933 
 
 
 
 
SOBRAL 
2022 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 3 
2 OBJETIVOS ........................................................................................................... 5 
3 MATERIAIS .......................................................................................................... 5 
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................ 6 
4.1 Medição das tensões de linha e de fase da rede elétrica ........................................ 6 
4.1.1 Questionamentos ..................................................................................................... 9 
4.2 Medição da tensão do primário e secundário e teste de continuidade de um 
transformador ........................................................................................................ 9 
4.2.1 Questionamentos ................................................................................................... 11 
4.3 Medição de corrente através de duas tecnologias de medição ............................ 12 
4.3.1 Questionamentos ................................................................................................... 14 
4.4 Utilização do wattímetro ...................................................................................... 15 
4.4.1 Questionamentos ................................................................................................... 18 
5 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 20 
 REFERÊNCIAS ................................................................................................... 21 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Durante o curso de engenharia elétrica, o momento de ter contato com disciplinas 
específicas da área é aguardado por muitos estudantes, pois é ali que começam a ter contato 
com instrumentos de medição, aprender sua correta aplicação, funcionamento, vantagem e 
desvantagens. Uma das principais disciplinas é a de Instalações Elétricas Residenciais, onde a 
sua principal função é repassar conhecimento sobre a utilização de equipamentos, informações 
sobre as normas de instalações elétricas e elaborar projetos elétricos. 
Instrumentos de medida ou instrumentos de medição, como o próprio nome sugere, 
são aparelhos usados para realizar a medida de determinadas grandezas. Os diversos tipos de 
instrumento de medidas elétricas podem ser de campo ou de bancada, analógicos ou digitais, e 
com diferentes graus de precisão. 
O multímetro é o aparelho responsável por realizar a medição de diversas grandezas 
elétricas e não-elétricas, e possuem diversas funções como as tradicionais medições de tensão, 
resistência, corrente e continuidade, entre outras funções em multímetros mais complexos. 
 
Figura 1 - Multímetro digital 
 
Fonte: Conecta FG. 
 
Outro instrumento de medição é o alicate amperímetro, onde ele facilita a medição 
em situações na quais é difícil interromper o circuito, realizar medição de corrente com valores 
elevados e garantir a segurança de quem está fazendo a medição. As bobinas presentes nas 
pinças do alicate identificam a variação do campo eletromagnético, assim a corrente elétrica é 
calculada pelo aparelho e exibida no mostrador. Além de medir corrente elétrica, o alicate 
amperímetro também é capaz de medir resistência e tensão elétrica. 
 
https://www.mundodaeletrica.com.br/dicas-de-como-usar-multimetro/
 
4 
 
Figura 2 - Alicate amperímetro 
 
Fonte: Dimensional. 
 
Outra ferramenta bastante utilizada é o instrumento feito para realizar a medição de 
potência elétrica, fator de potência, distorção harmônica, resistência, temperatura, frequência, 
tensão e corrente. Sendo um instrumento muito versátil, por conter várias funcionalidades para 
diversas aplicações. 
 
Figura 3 - Wattímetro analógico 
 
Fonte: JBV. 
 
 
 
5 
 
2 OBJETIVOS 
 
A prática para a elaboração do presente relatório tem como objetivo: 
a) Fazer o uso de equipamentos de medição, especificamente voltímetro, 
amperímetro, alicate volt-amperímetro e wattímetro; 
b) Efetuar medições de tensão de linha e de fase; 
c) Compreender a relação do transformador e as tensões no primário e secundário; 
d) Simular circuitos para verificação de corrente, tensão e potência. 
Sendo assim, a atividade divide-se em quatro partes, as quais consta-se no 
procedimento experimental. 
 
3 MATERIAIS 
 
a) Multímetro; 
b) Alicate amperímetro; 
c) Wattímetro; 
d) Lâmpadas incandescentes. 
 
 
 
6 
 
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1 Medição das tensões de linha e de fase da rede elétrica 
 
Inicialmente com o multímetro configurado para medir tensão alternada e 
selecionado a escala de 600 𝑉𝑅𝑀𝑆 mediu-se a tensão entre o neutro e cada fase, colocando as 
pontas de prova do multímetro na mesma e assim realizando a leitura no display do aparelho. 
A Figura 4, Figura 5 e Figura 6 apresenta a leitura de tensão das respectivas fases A, B e C com 
relação ao neutro. 
 
Figura 4 - Tensão de Fase A 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
7 
 
Figura 5 - Tensão de Fase B 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Figura 6 - Tensão de Fase C 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Posteriormente, ainda com a mesma aparelhagem, configurações e técnicas da 
medição de tensões de fases, mediu-se a tensão entre fases. Desta forma com as pontas de prova, 
conectou-se as mesmas entre fase A e B, fase A e C e por último fase B e C. As Figuras 7, 8 e 
9 ilustram a leitura do multímetro na respectiva ordem apresentada. 
 
 
8 
 
Figura 7 - Tensão entre Fase 
AB 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Figura 8 - Tensão entre Fase 
AC 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
9 
 
Figura 9 - Tensão entre 
Fase BC 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Desta forma preenche-se a seguinte Tabela 1 com a tensões medidas. 
 
Tabela 1 - Tensões medidas 
Diferença de Tensão 
medida 
Tensão (V) 
Neutro-Fase A 217 
Neutro-Fase B 219 
Neutro-Fase C 218 
Fase A – Fase B 380 
Fase A – Fase C 381 
Fase B – Fase C 382 
Fonte: Próprio autor. 
 
4.1.1 Questionamentos 
 
1) Nota-se que existe a seguinte relação entre tensões de fase e tensões entre fase 
(tensão de linha). 
 
𝑉𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 = 𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒√3 (1) 
 
4.2 Medição da tensão do primário e secundário e teste de continuidade de um 
transformador 
 
 
10 
 
Adiante, a bobina primaria do transformador foi conectada uma tensão de 
aproximadamente 220 𝑉𝑅𝑀𝑆 . A Figura 10 apresenta a montagem do mesmo. 
 
Figura 10 - Transformador de tensão 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Posteriormente, com o multímetro, mediu-se a tensão dos terminais das bobinas 
primaria e secundaria do transformador. A leitura do multímetro é vista na tabela a seguir. 
 
Tabela 2 - Tensões no 
transformador 
Bobina Tensão (V) 
Primária 216 
Secundaria 118 
Fonte: Próprio autor. 
 
Posteriormente desenergizado o transformador, com o multímetro, usou-se a função 
teste de continuidade, verificou-se a continuidade dos enrolamentos das bobinas primária e 
secundária. A Figura 11 apresenta o teste de continuidade feito. 
 
 
11 
 
Figura 11 - Teste de 
continuidade 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Dado a Figura 11, conclui-se que os fios dos enrolamentos são contínuos, visto que 
segundo o manual do fabricante, em casa do circuito aberto, o LCD mostraria o digito mais 
significativo (1). 
 
4.2.1 Questionamentos 
 
1) Transformador abaixador de tensão. 
2) Relaçãode 2:1, a tensão de saída é metade da tensão de entrada. 
3) O transformador está em pleno funcionamento, os enrolamentos das bobinas 
apresentaram-se contínuos. 
4) Sim, é possível ligar fase e neutro aos terminais da bobina secundária. Desta 
forma o transformador teria efeito de elevar a tensão aos terminais opostos, ocorrendo que, dada 
a relação de número de espiras no primário e secundário do transformador, apresentará nos 
terminais a seguinte relação: 
 
𝑉𝑆 = 2𝑉𝑃 (2) 
 
Se introduzido uma tensão 𝑁 volts em 𝑉1 (bobina secundaria do transformador), do 
outro lado sairá uma tensão 2𝑁 em 𝑉2 (bobina primária do transformador). 
 
 
12 
 
4.3 Medição de corrente através de duas tecnologias de medição 
 
Foi montado um circuito elétrico contendo uma lâmpada ligada em série com um 
amperímetro analógico e energizado com a rede elétrica alternada de 220 𝑉𝑅𝑀𝑆. O esquema 
elétrico condiz com o demonstrado na Figura 12. 
 
Figura 12 - Circuito elétrico com uma lâmpada 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
A potência especificada na lâmpada utilizada indicava ser de 60W. Realizando uma 
operação matemática para identificar a corrente eficaz (𝐼𝑅𝑀𝑆) que fluiria no condutor, se fez a 
seguinte averiguação: 
 
�̅� = 𝑉𝑅𝑀𝑆 𝐼𝑅𝑀𝑆 cos 𝜃 (3) 
 
𝐼𝑅𝑀𝑆 =
�̅�
𝑉𝑅𝑀𝑆 cos 𝜃
 
 
𝐼𝑅𝑀𝑆 =
60
220
= 273 𝑚𝐴 
 
Onde �̅� é a potência ativa consumida e o ângulo de defasagem 𝜃 é nulo para cargas 
resistivas, portanto cos 𝜃 = 1. Foi conferido o mesmo resultado na simulação, constatado na 
Figura 12. Já a medida experimental resultou em uma corrente de 280 𝑚𝐴, assim como 
demonstra a Figura 13. 
 
 
13 
 
Figura 13 - Corrente que flui 
através da lâmpada 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
A mesma aferição foi realizada, contudo, utilizando um alicate amperímetro. O 
condutor foi enrolado envolta da pinça do alicate de tal forma que se formou duas espiras, assim 
então mediu-se o resultado. O valor observado foi de 0,52 𝐴, contudo o real valor de corrente é 
260 𝑚𝐴, visto que foi envolvido duas vezes o condutor pelo dispositivo medidor. É possível 
constatar a aferição através da Figura 14. 
 
Figura 14 - Medindo corrente 
através da lâmpada pelo 
alicate amperímetro 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
14 
 
 
Portanto, os resultados obtidos dentre os dois dispositivos de medição foram: 
 
Tabela 3 - Aferição da corrente pelos medidores 
Tipo de medidor Corrente (mA) 
Alicate amperímetro 260 
Amperímetro analógico 280 
Fonte: Próprio autor. 
 
4.3.1 Questionamentos 
 
1) O funcionamento do alicate amperímetro é regido pelo fenômeno da indução 
eletromagnética, sendo que o condutor energizado que percorre o interior da pinça do alicate 
gera um campo magnético circular ao longo do seu eixo longitudinal. Por sua vez, esse campo 
magnético gera um fluxo magnético através de um circuito magnético, onde internamente uma 
bobina envolvida nesse núcleo induz uma tensão elétrica. Um circuito identificará a intensidade 
da tensão induzida e determinara a proporcionalidade da corrente que flui pelo condutor 
medido. 
2) As medições elétricas estão cercadas por incertezas, por isso, quanto maior 
precisão maior será a aproximação do valor real medido. O valor real pleno normalmente nunca 
se é obtido, portanto busca-se técnicas para aprimorar as medições. Na medição de corrente por 
um alicate amperímetro, utiliza-se o artifício de envolver quantidades maiores de espiras do 
mesmo cabo medido, levando a multiplicar o valor a ser medido por um inteiro referente ao 
número de voltas introduzidas na pinça. Isso provocará uma melhor aproximação do valor real 
da corrente. 
3) A vantagem é a não necessidade de interferir diretamente no circuito, evitando a 
desconexão do fio para inserção do amperímetro em série ao circuito observado, bastando 
apenas abraçar o alicate a um condutor. 
4) Como descreve a lei de Amperè, havendo dois condutores com corrente iguais, 
mas em sentidos opostos, acarretará em uma corrente envolvida pela amperiana nula. Isso 
resultará na não produção de fluxo magnético pelo circuito magnético do alicate amperímetro, 
implicando na não indução de tensão na bobina. No experimento laboratorial foi constatado o 
mesmo fenômeno, podendo-se visualizar na Figura 15. 
 
 
15 
 
Figura 15 - Verificação de 
corrente nula 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
4.4 Utilização do wattímetro 
 
Continuando a prática, incrementou-se duas lâmpadas de 60W a mais no circuito, 
interligando-as em paralelo. O esquema exigido foi montado conforme o circuito simulado. 
 
Figura 16 - Circuito elétrico com três lâmpadas em paralelo 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
No laboratório, foi interligado jumpers entre a rede de alimentação e as soquetes 
das lâmpadas, respeitando o arranjo paralelo à meio das lâmpadas. A confecção descreveu 
exatamente como exprime a Figura 17. 
 
16 
 
 
Figura 17 - Circuito montado possuindo 
três lâmpadas em paralelo 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Foi medido a corrente em cada ramo contendo uma das lâmpadas. Foi inserido em 
série com a lâmpada um amperímetro analógico em cada ramo, além de também verificar o 
resultado da corrente pelo alicate amperímetro. As medições experimentais são mostradas nas 
Figuras 18 e 19. 
 
Figura 18 - Corrente que flui através das lâmpadas em paralelo 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
 
17 
 
Figura 19 - Medindo corrente 
em cada lâmpada pelo alicate 
amperímetro 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Na Figura 19 também foi envolvido duas espiras na pinça do medido, então o 
resultado verdadeiro é a metade da que é mostrada. Os valores medidos estão expostos na tabela 
a seguir: 
 
Tabela 4 - Medição das correntes pelos dois medidores 
Tipo de medidor 
Corrente (mA) Tensão (V) 
L1 L2 L3 L1 L2 L3 
Alicate amperímetro e 
Voltímetro 
285 280 265 214 214 214 
Amperímetro analógico e 
Voltímetro 
280 282 267 214 214 214 
Fonte: Próprio autor. 
 
Inserindo agora um wattímetro, calcula-se a potência proveniente do uso das três 
lâmpadas. A potência total esperada é de 180W, visto que o resultado seria a soma entre a 
potência de cada lâmpada. O circuito simulado contata o valor teórico. 
 
 
18 
 
Figura 20 - Esquema elétrico utilizando wattímetro 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
Quando é montado o circuito na prática, conforme a Figura 21, obteve o valor 
experimental condizente com o esperado, conferindo a concordância entre os indicadores. 
 
Figura 21 - Medindo potência 
pelo wattímetro 
 
Fonte: Próprio autor. 
 
4.4.1 Questionamentos 
 
1) Considerando a potência mencionada pelo fabricante da lâmpada sendo 60W e a 
tensão da rede em 220V, as correntes serão: 
 
 
19 
 
𝐼𝑅𝑀𝑆 =
60
220
= 273 𝑚𝐴 (4) 
 
Avaliando o valor teórico com os valores experimentais, encontram-se em uma 
faixa aceitável dentro dos 5% de erro percentual. 
2) O esquema de montagem é apresentado nas Figuras 17 e 18. 
3) O wattímetro é um instrumento desenvolvido para medição de potência elétrica 
ativa, detectando as grandezas tensão e corrente nos pontos de interesse e promove o produto 
entre suas intensidades. Há dois tipos desse instrumento, sendo os do tipo eletrodinâmico e o 
do eletrônico. 
Os wattímetros eletrodinâmicos são constituídos por um par de bobinas para medir 
tensão e corrente e um galvanômetro d’Arsonval. O torque produzido sobre o ponteiro é 
resultado da interação das forças magnéticas provenientes da corrente que flui nas bobinas, 
gerando uma deflexão que faz indicar a intensidade da grandeza através de uma escala. 
Agora nos wattímetros eletrônicos, o seu funcionamento consiste na utilização de 
transdutores, microcontroladores e circuitos de condicionamento, adquirindo dados relativos a 
corrente e tensão. 
4) Ocorreria que a potência medida seria negativa pela inversão da polaridade da 
bobina do voltímetro ou da mudança do sentido da corrente na bobina do amperímetro. 
5) Como a bobinado voltímetro observa a tensão perante somente as cargas L2 e 
L3, a mensuração da potência fica reclusa somente a elas. Visto que a corrente na bobina do 
amperímetro é resultado da soma das correntes entre os ramos das duas lâmpadas analisadas 
pela bobina do voltímetro, então a potência verificada pelo wattímetro será somente a soma da 
potência das duas lâmpadas em paralelo. Portanto, a potência será o dobro da potência de cada 
lâmpada, ficando assim em 120W apresentados. 
 
 
 
20 
 
5 CONCLUSÃO 
 
Nessa prática foi possível observar o funcionamento dos instrumentos de medição, 
suas vantagens e desvantagens, um em relação ao outro. Observou-se também o funcionamento 
do transformador. Partindo para a análise dos resultados, é notório que os valores não foram 
exatamente iguais aos valores teóricos e passados também na literatura. Entretanto, os valores 
estiveram sempre próximos do esperado, reforçando assim o conhecimento. 
 
 
 
21 
 
REFERÊNCIAS 
 
HILBURN, J. L.; JOHNSON, D. E.; JOHNSON, J. R. Fundamentos de análise de 
circuitos elétricos. 4.ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 1994. 
 
HOLLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física: gravitação, ondas 
e termodinâmica. 9.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.