Eletrotécnica I - Dispositivos de Medição

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Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB 10/2052
P498e Petruzella, Frank D.
 Eletrotécnica I [recurso eletrônico] / Frank D. Petruzella ; 
 tradução: Rafael Silva Alípio ; revisão técnica: Antonio 
 Pertence Júnior. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : 
 AMGH, 2014. 
 Editado também como livro impresso em 2014.
 ISBN 978-85-8055-287-4
 1. Engenharia elétrica. 2. Eletrotécnica. I. Título.
CDU 621
O autor
Frank D. Petruzella tem uma extensa prática no campo de eletrotécnica, bem como muitos anos de experiência 
de ensino e de publicação de livros na área. Antes de se dedicar exclusivamente ao ensino, ele atuou como aprendiz 
e eletricista de instalação e manutenção. Mestre em Ciências pela Niagara University e Bacharel em Ciências pela 
State University of New York College-Buffalo, tem formação também em Eletrotécnica e Eletrônica pelo Erie County 
Technical Institute.
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Dispositivos de medição
Há vários tipos de instrumentos usados para a medição de grandezas elétricas. A maioria dos 
dispositivos elétricos de medição é bastante cara e delicada. Ao usar qualquer dispositivo de 
medição elétrica, você deve:
 • Verificar o dispositivo para ter certeza de que não há riscos de segurança óbvios.
 • Manusear o dispositivo com cuidado.
 • Certificar-se de que o dispositivo está corretamente conectado ao circuito.
 • Certificar-se de que as especificações nominais de tensão e de corrente do dispositivo de 
medição não são excedidas.
 • Ler e entender as instruções de operação fornecidas pelo fabricante.
A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC – International Electrotechnical Commission) pu-
blicou normas internacionais que definem quatro categorias de nível de energia. As categorias 
de medição de I a IV são definidas de acordo com a quantidade de energia elétrica que poderia 
estar presente durante uma condição transiente (falta ou curto-circuito). Os instrumentos de 
teste devem atender tanto a IEC como os requisitos ditados pelos órgãos nacionais competen-
tes. Tais requisitos são concebidos para proteção contra o nível mais elevado e mais perigoso 
de sobretensão transitória que você pode vir a encontrar em um serviço de energia para uma 
instalação. As categorias de medição estão relacionadas com a área e o tipo de trabalho que se 
espera fazer e são resumidas a seguir:
Categoria de medição IV, o nível de alimentação primária, é o mais alto nível de energia e 
abrange as redes de distribuição, os transformadores e as linhas que entram em uma 
construção. Este é o nível mais perigoso de sobretensão que os trabalhadores da área 
elétrica provavelmente encontrarão enquanto trabalham com serviços de energia para 
uma instalação. Para esta categoria, a IEC pede proteção de sobretensão de até 12.000 V.
Categoria de medição III é o próximo nível mais alto que um trabalhador elétrico enfrentará. 
Essa categoria inclui alimentadores, circuitos com ramificações curtas, dispositivos de pai-
nel de distribuição ou equipamentos pesados com conexões curtas à entrada de serviço. 
Para esta categoria, a IEC pede proteção de sobretensão de até 8.000 V.
Categoria de medição II é o nível local para dispositivos elétricos fixos e não fixos. Saídas que es-
tejam a uma certa distância de uma fonte de categoria de medição IV ou III são classificadas 
como categoria de medição II. A proteção necessária contra sobretensão é de até 6.000 V.
Categoria de medição I é o nível de sinal para equipamentos eletrônicos e de telecomunica-
ções. Instrumentos especificados apenas para a categoria de medição I não são adequa-
dos para medições em um sistema de distribuição elétrica. Eles são indiciados para uso 
apenas com aparelhos eletrônicos e outros equipamentos de baixo consumo de energia 
com proteção contra transitórios.
Voltímetros ou amperímetros individuais são por vezes usados para medir a tensão e a corrente 
em um painel elétrico. Para testes no local de trabalho e solução de problemas, um único multí-
metro digital é geralmente usado para medir com precisão a tensão, corrente ou resistência 
(Figura 2-1). Os medidores analógicos usam um ponteiro ligado a um medidor de conjunto móvel 
para indicar a medida, enquanto os medidores digitais usam um mostrador (display) digital eletrô-
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nico. Lembre-se: sempre que precisar de proteção contra sobretensão, procure uma certificação 
independente e escolha a categoria apropriada para o tipo de trabalho que você espera realizar.
Uma variedade de dispositivos de teste de tensão pode ser utilizada para confirmar que todas as 
tensões foram removidas do circuito no qual você está trabalhando. O testador de tensão (Figura 
2-2) é frequentemente utilizado para medir de forma aproximada as tensões de operação do 
circuito. Sua construção robusta o torna ideal para o manuseio diretamente no local de trabalho.
Amperímetro analógico Multímetro digital
Figura 2-1 Medidores analógico e digital. (2.1a: © Tom Pantages; 2.1b: Reproduzido com a permissão de Fluke 
Corporation).
Figura 2-2 Testador de tensão.
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Os detectores de tensão sem contato estão entre os instrumentos mais seguros e fáceis de utilizar 
(Figura 2-3). Esse tipo de indicador de tensão não requer contato físico com o circuito. A presen-
ça de tensão é detectada por sensoriamento do campo elétrico que circunda qualquer condutor 
energizado. Quando a extremidade da sonda isolada do testador é colocada próxima de um ter-
minal CA e o interruptor do dispositivo é fechado, o LED acenderá e um sinal sonoro será ouvido 
se uma tensão CA estiver presente. Ele detecta a presença de tensão por meio da isolação do con-
dutor e pode ser usado para determinar quais fios estão energizados em uma caixa de derivação, 
sem a necessidade de interromper as conexões. Especificações e instruções detalhadas para os 
detectores de tensão sem contato são encontradas nos manuais dos fabricantes.
Ao realizar um teste para detecção de presença de tensão, você deve verificar todos os con-
dutores expostos para garantir que não há tensão presente. A seguir estão alguns pontos que 
você deve ter em mente em um procedimento de verificação de tensão:
 • Ao verificar um painel de energia, certifique-se de testar a tensão entre os condutores 
fase de entrada, bem como entre todos os condutores fase e a terra. A razão para isso é a 
possibilidade de um ou mais dos condutores fase estarem desenergizados, enquanto os 
outros condutores fase ainda estão quentes (energizados). Para verificar a tensão para a 
terra, basta colocar uma sonda do testador em contato com um condutor aterrado ou 
uma peça metálica exposta, que você saiba que está aterrada, e colocar a outra sonda de 
teste em contato com o condutor exposto ou terminal em questão.
 • Os invólucros devem ser verificados para se certificar de que eles estão devidamente ater-
rados, antes de verificar a tensão da terra para o condutor exposto.
 • Ao verificar os condutores de uma saída, tal como um interruptor ou uma tomada, esteja 
ciente do tipo de invólucro utilizado. Por vezes, esses dispositivos são envolvidos por uma 
caixa de fibra ou de plástico, que são não condutoras. Todas as caixas de metal devem ser 
obrigatoriamente aterradas em instalações mais recentes, porém elas podem não ter sido 
aterradas em construções mais antigas.
O amperímetro do tipo alicate (ou simplesmente alicate amperímetro) é usado para medir o 
fluxo de corrente. Esse dispositivo é capaz de medir a corrente sem qualquer contato direto 
Interruptor do dispositivo LED
Sonda
Figura 2-3 Detector de tensão sem contato. (Cortesia de Greenlee Textron)Petruzella_02.indd 32Petruzella_02.indd 32 24/07/13 16:4524/07/13 16:45
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com o circuito elétrico, por meio da medição do campo magnético produzido em torno do 
condutor quando uma corrente flui por ele (Figura 2-4). Os alicates amperímetros são usados 
para verificações periódicas de corrente fixando-os em torno dos cabos de alimentação.
Figura 2-4 Alicate amperímetro.
O megôhmetro, comumente referido como megger (Figura 2-5), é usado principalmente para 
a verificação da qualidade do isolamento em equipamentos elétricos. A qualidade da isolação 
de um equipamento varia com a idade, o teor de umidade e a tensão aplicada. À medida que a 
isolação vai se deteriorando, o equipamento muitas vezes começa a funcionar de forma incor-
reta ou mesmo não funcionar. O megôhmetro é semelhante a um ohmímetro típico (encon-
trado no multímetro para a medição de resistência elétrica), exceto que ele utiliza uma fonte 
de tensão de energia muito mais elevada.
Escala
Manivela
Figura 2-5 Megôhmetro de 500 volts usado para verificar a resistência de isolação.
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O osciloscópio (Figura 2-6) serve para solucionar problemas e verificar as entradas e saídas de 
dispositivos eletrônicos, podendo ser usado para medir a tensão, como um voltímetro. Além 
disso, um osciloscópio fornece informações sobre a forma, o período de tempo e a frequência 
de formas de onda de tensão.
Outros equipamentos de teste elétrico mais especializados, mostrados na Figura 2-7, incluem:
 • Testador de circuito baseado em microprocessador usado para rastrear locais de fiações es-
condidas, localizar as caixas de derivação e encontrar disjuntores para circuitos energiza-
dos e desenergizados.
 • Testador de circuito e de GFCI permite o teste imediato de tomadas de GFCI ou de circuitos 
protegidos por disjuntor GFCI. Também permite a verificação de tomadas de 120 VCA ater-
radas com relação à fiação correta/incorreta.
 • Classificador de fios permite que uma única pessoa identifique até 10 fios de uma vez. 
Também indica fio aberto, curto para a terra, eletrodutos e outros fios.
 • Indicador de sequência de fase identifica as fases L1, L2 e L3 e indica a rotação do motor 
antes da instalação.
Figura 2-6 Osciloscópio.
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 Questões de revisão
 1. Liste quatro coisas a serem observadas quando se usa um instrumento de teste elétrico.
 2. Cite duas organizações independentes que publicaram normas de segurança para dispositivos 
de medição elétrica.
 3. Explique como as categorias de medição de I a IV são definidas.
Rastreador de circuito baseado em microprocessador Testador de circuito e de GFCI
Classificador de fio Indicador de sequência de fase
Figura 2-7 Equipamentos de teste especializados. (Cortesia da Greenlee Textron)
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Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.