REL01

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Universidade Federal do Ceará - Campus de Sobral
Disciplina: Instrumentação, Medidas e Instalações Elétricas
	Relatório nº 01
	Curso: Engenharia Elétrica
	Professor
 Adson B. Moreira
	Data
 16/04/2024
	Estudante:
Adrícia Kelly Lima da Silva 
	Matrícula:
512351
	Nota:
	Maria Eduarda Amaro Azevedo
	510390
	
1. INTRODUÇÃO
Os instrumentos de medição são de extrema relevância para o monitoramento adequado dos equipamentos e para o auxílio de uma medição mais precisa e segura em laboratório. Assim sendo, é muito importante que esses instrumentos sejam estudados de forma a entender sua utilização na prática, para que sejam manuseados em momentos oportunos com segurança.
O voltímetro é um instrumento de medição elétrica usado para medir a tensão entre dois pontos em um circuito. Ele foi projetado para ser conectado em paralelo com o componente ou circuito cuja tensão está sendo medida. O funcionamento básico de um voltímetro envolve a aplicação de uma pequena corrente conhecida através de um resistor interno de alta resistência em série com um medidor de corrente ou um dispositivo de leitura digital, essa corrente passa pelo circuito e produz uma queda de tensão proporcional à tensão sendo medida (RIBEIRO, T).
O alicate volt-amperímetro, é um tipo especial de instrumento de medição elétrica projetado para medir corrente elétrica sem a necessidade de interrupção do circuito, possui um formato de alicate, o que facilita sua utilização em fios ou cabos condutores. O funcionamento básico dele é baseado no princípio da indução eletromagnética, quando um condutor elétrico passa pelo núcleo do alicate, a corrente elétrica no condutor gera um campo magnético proporcional à corrente, sendo assim, esse campo magnético induz uma corrente no núcleo do alicate, que é então convertida em uma leitura de corrente no medidor (B4COMMERCE).
O multímetro digital, é uma ferramenta essencial na engenharia elétrica que consegue medir várias grandezas elétricas em um circuito, como tensão, corrente e resistência. O multímetro digital opera por meio de circuitos internos que convertem sinais elétricos em valores digitais exibidos em um display de cristal líquido (LCD). Quando as pontas de prova do multímetro estão conectadas aos pontos de medição em um circuito, o instrumento realiza a leitura e exibe o valor correspondente na tela (RIBEIRO, T).
O wattímetro é um instrumento de medição elétrica usado para medir a potência elétrica em um circuito. Ele é usado para determinar a quantidade de energia consumida ou transferida em um determinado período de tempo. Um wattímetro mede a potência elétrica em um circuito considerando tanto a componente de corrente contínua (DC) quanto a componente de corrente alternada (AC) (CONDUSCAMP).
2. OBJETIVOS
O objetivo da prática foi a familiarização dos alunos com os instrumentos de medição e equipamentos utilizados em procedimentos experimentais no laboratório. Desse modo, foi possível aferir tensão, corrente e potência nas cargas, bem como realizar o teste de continuidade transformador e medir a tensão dos seus terminais. 
3. MATERIAL UTILIZADO
- Multímetro e Alicate volt-amperímetro;
- Transformador 220-110V;
- 3 lâmpadas incandescentes (60W);
- Amperímetro, wattímetro e voltímetro analógicos.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Este procedimento experimental divide-se em quatro partes, primeiramente foi preciso medir as tensões de linha e de fase da rede elétrica. Em sequência, fizemos a medição da tensão nos terminais do transformador, além do teste de continuidade. Depois, mediu-se a corrente elétrica em um circuito com diferentes instrumentos e por último utilizou-se o wattímetro para aferir potência.
4.1 Medição das Tensões de Linha e de Fase da Rede Elétrica
Nesta prática, configurou-se o multímetro para medir a tensão nos bornes da saída trifásica de 380Vca, como pode ser observado na Figura 1. 
Figura 1: Tensão Fase A - Fase B.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Podemos perceber que o resultado apresenta a medição da tensão de linha, definida como a diferença entre duas fases, neste caso fase A e B. Por outro lado, há também a tensão de fase, que é a diferença de potencial entre a fase e o neutro, ambos os valores de tensão foram medidos em laboratório e são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1: Relação entre as Tensões de Linha e de Fase.
	
	Neutro - Fase A
	Neutro - Fase B
	Neutro - Fase C
	Fase A - Fase B
	Fase A - Fase C
	Fase B - Fase C
	Tensão (V)
	225
	228
	228
	392
	397
	397
Fonte: Elaborado pelos autores.
4.1.1 QUESTIONÁRIO I:
a) Qual a relação entre estas tensões?
A relação entre a tensão de linha e de fase é dada pela fórmula:
VL = √3 VF
4.2 Medição da Tensão do Primário e Secundário e Teste de Continuidade de um Transformador
Na segunda parte da prática, foi preciso energizar o transformador para depois medir a tensão nos bornes do primário e secundário, por meio do uso de um voltímetro, como pode ser observado na Figura 2.
Figura 2: Tensão nos Bornes do Primário do Transformador.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Os valores de tensão encontrados são fornecidos pela Tabela 2 abaixo.
Tabela 2: Tensões no Transformador.
	
	Primário
	Secundário
	Tensão (V)
	225
	124
Fonte: Elaborado pelos autores.
Após isso, foi preciso realizar o teste de continuidade entre os dois terminais dos enrolamentos primário e secundário do transformador. Constatou-se que não existe continuidade entre dois terminais, mas existe continuidade entre os enrolamentos primário e secundário. 
4.1.1 QUESTIONÁRIO II:
a) Qual o tipo de transformador?
Neste caso, o tipo de transformador é abaixador, pois transforma a tensão de 220V no primário para 127V no secundário.
b) Qual a relação de transformação?
A relação de transformação é dada por:
VS/VP = NS/NP
Em que VS é a tensão no enrolamento secundário do transformador e NS o número de espiras dele, e VP é a tensão no enrolamento primário do transformador e NP o número de espiras dele. Uma relação de transformação menor que 1 indica que a tensão de saída é reduzida, enquanto uma relação maior que 1 indica que a tensão de saída aumenta.
c) Qual o diagnóstico do transformador?
O diagnóstico é feito com o auxílio do multímetro, observamos que o transformador funcionava em perfeito estado, uma vez que os enrolamentos das bobinas apresentaram continuidade.
d) O que aconteceria se a fase e neutro fossem comutados entre os bornes do primário do transformador? Pode-se ligar a fase e o neutro no secundário desse transformador? Explique.
Se a fase e o neutro nos bornes do primário fossem comutados, não haveria problema, pois esses terminais não possuem polaridade. Sim, é possível ligar a fase e o neutro no secundário desse transformador, nesse caso o transformador seria aumentador.
4.3 Medição de Corrente Através de Duas Tecnologias de Medição
Na terceira parte da prática, foi preciso montar o circuito fornecido pela figura 1.3 do Guia de Prática. Neste caso, utilizou-se uma lâmpada incandescente de 60W, um amperímetro analógico e também o alicate volt-amperímetro, após a montagem do circuito equivalente mediu-se a corrente por meio dos dois equipamentos de medição. A Figura 3 mostra o valor da corrente obtida através do alicate volt-amperímetro.
Figura 3: Medição de Corrente por meio do Alicate Volt-Amperímetro.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Assim, a Tabela 3 abaixo mostra os valores de corrente obtido por meio dos dois aparelhos de medição.
Tabela 3: Valores de Corrente Medidos.
	
	Alicate Volt-Amperímetro
	Amperímetro do Painel A
	Corrente (A)
	2,6
	2,8
Fonte: Elaborado pelos autores.
4.1.1 QUESTIONÁRIO III:
a) Explique o funcionamento do alicate volt-amperímetro.
É um instrumento utilizado para medir corrente elétrica em um circuito sem interromper o fluxo de corrente, pois funciona com base no princípio da indução eletromagnética. Desse modo, o alicate possui uma bobina que cria um campo magnético quando uma corrente passa através do fio que está sendo medido, assim este campo induz umacorrente em uma segunda bobina conectada a um dispositivo de medição que identifica a intensidade de tensão induzida determinando a proporcionalidade da corrente que flui pelo fio.
b) Explique a relação entre o valor medido e o valor real da medição de corrente de um circuito através do alicate volt-amperímetro com n voltas.
Quando a corrente de um circuito é medida usando um alicate volt-amperímetro com N voltas, o valor medido da corrente é uma função do valor real da corrente e do número de voltas do alicate. Portanto, o valor medido da corrente é uma função do campo magnético induzido, que, por sua vez, é proporcional à corrente real e ao número de voltas do alicate.
c) Qual a vantagem do alicate volt-amperímetro em relação ao amperímetro analógico para medição de corrente?
O uso do alicate volt-amperímetro é de extrema vantagem, principalmente porque a abertura das garras do alicate não está em contato direto com o fio condutor, o que torna o processo mais seguro e também mais eficiente uma vez que é não é necessário interromper o circuito para medição.
d) Um engenheiro ao fazer a medição de corrente envolveu a fase e o neutro do circuito utilizando o alicate volt-amperímetro. Qual o valor de corrente averiguado pelo alicate? Explique.
Se um engenheiro fizer a medição usando tanto a fase quanto o neutro do circuito com um alicate volt-amperímetro, o dispositivo ainda será capaz de medir a corrente que está passando pelo circuito, porém ela será zero, isso por que, quando tanto a fase quanto o neutro são envolvidos pelo alicate, o campo magnético gerado pela corrente que passa pela fase é cancelado pelo campo magnético gerado pela corrente que passa pelo neutro. Isso ocorre porque as correntes na fase e no neutro fluem em alternativas opostas e têm magnitudes iguais.
4.4 Utilização do Wattímetro
Na última parte da prática, foi preciso montar o circuito fornecido pela figura 1.4 do Guia de Prática. Neste caso, utilizaram-se três lâmpadas incandescente de 60W, amperímetro e voltímetro analógico e também o alicate volt-amperímetro, após a montagem do circuito equivalente foi necessário medir as correntes e também as tensões de cada uma das lâmpadas. A Figura 4, mostra o valor das correntes L1 e L2 obtidas através do uso de amperímetros, não havia um terceiro amperímetro disponível para medir L3, então usou-se o alicate volt-amperímetro.
Figura 4: Medição das Correntes L1, L2 e L3.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Desse modo, a Tabela 4 abaixo mostra os valores de tensões e correntes em L1, L2 e L3 obtidos por meio dos dois aparelhos de medição.
Tabela 4: Valores de Tensão e Corrente em L1, L2 e L3.
	
	Corrente L1
	Corrente L2
	Corrente L3
	Tensão L1
	Tensão L2
	Tensão L3
	Amperímetro e Voltímetro
	0,28 A
	0,27 A
	-
	215 V
	215 V
	215 V
	Alicate Volt-Amperímetro
	0,27 A
	0,27 A
	0,25 A
	220 V
	220 V
	220 V
Fonte: Elaborado pelos autores.
Utilizando o mesmo circuito, adicionamos o wattímetro a fim de realizar a medição da potência do circuito, como mostra a Figura 5 a seguir.
Figura 5: Leitura do Wattímetro.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Com isso, a leitura do wattímetro indicou um valor de 90W, entretanto o circuito está sendo alimentado por uma tensão de 220V e não 110V, logo é necessário dobrar o resultado da potência fornecido a fim de corresponder a escala. Portanto, a potência do circuito é de 180W.
4.1.1 QUESTIONÁRIO IV:
a) Calcule os valores de correntes das lâmpadas L1, L2 e L3. Estes valores estão de acordo com os encontrados experimentalmente?
Utilizaram-se 3 lâmpadas de 60W, logo a potência total consumida foi de 180W, uma vez que não existe potência reativa no circuito devido à ausência de cargas indutivas e capacitivas. Portanto, considerando que a tensão da rede é de 220V têm-se:
I = P/V = 180W/220V = 0,81A
Tendo em vista que o circuito é um divisor de corrente equilibrado, pois as resistências são iguais podemos calcular a corrente da seguinte forma:
I/3 = 0,27A
O valor está de acordo com o encontrado experimentalmente, pois L1 e L2 foram 0,27A e L3 = 0,25A.
b) Apresente o diagrama da montagem do circuito 2 da Figura 1.4 montado experimentalmente com 3 amperímetros para medir as correntes de L1, L2 e L3 simultaneamente.
O diagrama da montagem do circuito é fornecido pela Figura 4.
c) Pesquise e comente o princípio de funcionamento do wattímetro.
O wattímetro é um instrumento que mede potência em um circuito elétrico. O princípio de funcionamento é baseado no Efeito Joule para medir a corrente e no Efeito Magnético para medir a tensão, garantindo maior precisão no cálculo da potência
d) O que aconteceria se a ligação da bobina de corrente ou a bobina de tensão do wattímetro fosse invertida? Por quê?
Quando ocorre inversão dos terminais de uma das bobinas, isso inverte a fase da medição dessa bobina em relação à outra. Com isso, a inversão da ligação da bobina de corrente ou da bobina de tensão de um wattímetro resultará em leituras incorretas da energia elétrica consumida ou gerada pelo circuito, devido à alteração da polaridade da potência medida, ou seja, a potência medida seria negativa, pois há inversão de polaridade.
e) Acrescente o wattímetro no circuito 3 da Figura 1.6, em que a bobina de corrente está em série com L1 e a bobina de tensão está medindo a tensão na lâmpada L3. Qual a potência indicada pelo wattímetro? O wattímetro mede a potência de quais lâmpadas?
Com base na Figura 6, vemos que quando se insere o wattímetro no circuito a potência medida será correspondente a associação paralela, pois a bobina de tensão irá medir apenas a tensão entre os terminais da lâmpada L3, que é a mesma tensão da lâmpada L2. 
Figura 6: Simulação.
Fonte: Elaborado pelos autores.
A corrente medida pela bobina de corrente é a corrente total do circuito. Portanto, 
P = V.I = 0,18 x 73,3 = 13,29 W
5. CONCLUSÃO
Nesta prática, foi possível desenvolver novos conhecimentos e habilidades relacionado ao uso dos equipamentos elétricos com destaque para o wattímetro, voltímetro, amperímetro e alicate volt-amperímetro. Durante a realização da prática algumas falhas ocorreram, uma delas foi com relação ao uso do multímetro, em que as ponteiras precisavam estar conectadas para medir tensão, contudo estavam conectadas para medir corrente o que resultou no acionamento do disjuntor da bancada desenergizando o circuito, apesar disso nenhum equipamento foi danificado, o problema solucionado e a prática prosseguiu de forma adequada. Assim sendo, conclui-se a relevância dessa prática para aprimorar o conhecimento sobre a manipulação de equipamentos a fim de potencializar a realização desta prática e de outras que estão por vir.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
‌B4COMMERCE. Entenda como funciona o alicate amperímetro | Ferramentas Kennedy. Disponível em: . Acesso em: 12 abr. 2024.
‌CONDUSCAMP. Wattímetro: o que é, principais características e aplicações. Disponível em: . Acesso em: 12 abr. 2024.
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA. Disponível em: . Acesso em: 12 abr. 2024.
RIBEIRO, T. Voltímetro e Amperímetro. Disponível em: .
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