Sensores de tensão, corrente e potência

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SENSORES DE TENSÃO, CORRENTE 
E POTÊNCIA
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
CAMPUS MOSSORÓ
INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE
CURSO ENGENHARIA MECÂNICA
MOSSORÓ/RN
FEVEREIRO/2016
SUMÁRIO
• INTRODUÇÃO
• CORRENTE CC – RESISTOR SHUNT
• CORRENTE CC – SENSOR DE EFEITO HALL
• CORRENTE CC – RELÉ TÉRMICO
• CORRENTE CC – TRANSFORMADOR CC
• CORRENTE CA – TRANSFORMADOR CA
• TENSÃO CC
• TENSÃO CA – TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA
• TRANSDUTOR DE POTÊNCIA CA
• CONCLUSÃO
• REFERÊNCIAS
INTRODUÇÃO
CORRENTE ELÉTRICA - Fluxo orientado de elétrons através de um condutor, quando submetido a uma diferença 
de potencial.
TENSÃO ELÉTRICA - É a quantidade de cargas elétricas em um corpo.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA - propriedade do condutor que mede a oposição à passagem da corrente elétrica.
LEI DE OHM - " A intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor é diretamente 
proporcional à diferença de potencial e inversamente proporcional à resistência do circuito"
POTÊNCIA ELÉTRICA - Quantidade de energia térmica que passa por um condutor durante uma quantidade de 
tempo.
𝑃 = 𝐼 × 𝑉
CORRENTE CC – RESISTOR SHUNT
• CONSISTE EM UMA RESISTÊNCIA DE BAIXO VALOR COLOCADA EM PARALELO COM O CIRCUITO DO 
QUAL SE PRETENDE MEDIR A CORRENTE
• UTILIZADO QUANDO O FUNDO DE ESCALA DO AMPERÍMETRO NÃO É SUFICIENTE PARA MEDIR 
VALORES MAIORES DE CORRENTE
𝐼𝑆𝐻𝑈𝑁𝑇 −𝐶𝑂𝑅𝑅𝐸𝑁𝑇𝐸 𝑁𝑂 𝑆𝐻𝑈𝑁𝑇
𝐼𝑀 − corrente mensurada
𝑅𝑆𝐻𝑈𝑁𝑇 − resistência SHUNT
𝑅𝐶𝑂𝑀𝑃 − resistência interna do aparelho de medição
𝐼𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 𝐼𝑀 + 𝐼𝑆𝐻𝑈𝑁𝑇
CORRENTE CC – RESISTOR SHUNT
CORRENTE CC – SENSOR DE EFEITO HALL
• OS SENSORES DE HALL SÃO CONSTITUÍDOS DE DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES QUE SOFREM
INFLUÊNCIA DE CAMPO MAGNÉTICO
• POR UMA PLACA CONDUTORA PASSA A CORRENTE DO CIRCUITO E PERPENDICULARMENTE
TEM-SE UM CAMPO MAGNÉTICO, SURGE UMA FORÇA MAGNÉTICA QUE FAZ GERAR NAS
LATERAIS DA PLACA CONDUTORA UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL O QUAL SE CONECTA UM
CIRCUITO DE MEDIÇÃO
• Atualmente, existem inúmeras aplicações destes sensores, desde a aplicação em servo motores em
vídeos cassetes, sensores de catracas para controle de acesso, medição de corrente, potência e
campo magnético entre outros
ESQUEMA SIMPLIFICADO 
CORRENTE CC – SENSOR DE EFEITO HALL
Fluxo de corrente distorcido - ddpFluxo de corrente continuo – sem ddp
𝑉𝐻𝑎𝑙𝑙 = 𝑘 × 𝐼 × 𝐵 × 𝑠𝑒𝑛𝜃
𝑘 − 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒, 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑔𝑒𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎
𝐼 − 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑖 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑣é𝑠 𝑑𝑜 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝐵 𝑥 𝑠𝑒𝑛𝜃 − componente do campo magnético
CORRENTE CC – SENSOR DE EFEITO HALL
RELÉ TÉRMICO – RELÉ DE SOBRECARGA DE 
CORRENTE
• O Relé térmico é um dispositivo de proteção
• Proteção de motores elétricos industriais
• Sobreaquecimento do motor
RELÉ TÉRMICO – RELÉ DE SOBRECARGA DE 
CORRENTE
RELÉ TÉRMICO – RELÉ DE SOBRECARGA DE 
CORRENTE
• Dispositivo para proteção de motores de corrente alternada, e eventualmente para
aplicações em corrente continua
RELÉ TÉRMICO – RELÉ DE SOBRECARGA DE 
CORRENTE
Funcionamento
• O principio de funcionamento é resume-se à flexão de uma lâmina bimetalica
• Com a circulação da corrente acima da nominal do motor, os bimetais encurvam-se
para o lado de menor coeficiente
CORRENTE CC – TRANSFORMADOR CC
• O TRANSFORMADOR CC É UM NÚCLEO DE FERROSILÍCIO DO TIPO TOROIDAL, NO QUAL SÃO 
BOBINADOS TRÊS ENROLAMENTOS SECUNDÁRIOS, DOS QUAIS DOIS COM O MESMO NÚMERO DE 
ESPIRAS
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
• ASSIM COMO EM CC, PARA SENSOR DE CORRENTES ALTERNADAS SÃO UTILIZADOS OS RESISTORES 
“SHUNT” E RELÉ TÉRMICO
• O DISPOSITIVO MAIS UTILIZADO É O TRANSFORMADOR DE CORRENTE (TC)
• QUANDO O PRIMÁRIO DE UM TC ESTÁ ALIMENTADO, O SEU SECUNDÁRIO NUNCA DEVE FICAR ABERTO.
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
TC enrolado:
•É aquele cujo enrolamento primário é constituído de uma ou mais espiras envolvendo 
mecanicamente o núcleo transformador.
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
•TC barra
Transformador de corrente cujo enrolamento primário é constituído por uma barra, montada 
permanentemente pelo núcleo do transformador
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
•TC janela
Sem primário próprio, construído com uma abertura no núcleo, por onde passa um condutor 
do circuito primário, formando uma ou mais espiras
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
• TC bucha
Tipo especial de TC, projetado para ser instalado sobre uma bucha de um 
equipamento elétrico, sendo parte integrante dele.
CORRENTE CA – TRANSFORMADOR DE CORRENTE
• TC de núcleo dividido
Tipo especial, em que parte do núcleo é separável ou basculante, para facilitar o 
enlaçamento do condutor primário.
TENSÃO CC 
• Para a medição de tensões CC o método mais utilizado é um divisor de tensão 
resistivo.
TENSÃO CA – TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA
• Para a medição de tensão alternada o método mais utilizado é o transformador de 
potencial.
TENSÃO CA – TRANSFORMADOR DE 
POTÊNCIA
• O TP consiste em um transformador cuja a tensão de saída possua um valor 
padronizado em 115V. 
TRANSDUTORES DE POTÊNCIA C.A.
• Convertem a potência CA em uma saída proporcional CC para serem usados com equipamentos
de indicação,registradores, em controle de processos, entre outros.
• Os transdutores fornecem um sinal analógico de corrente ou tensão contínua proporcional à
função de entrada que está sendo medida.
CONCLUSÃO
Levando em conta que nos dias atuais a utilização de aparelhos eletrônicos
é quase que imprescindível, os sensores de tensão, corrente e potencia mostram
fundamental importância para a utilização e manutenção dos mesmo. A tendência
é que, daqui pra frente, novas formas desses tipos de sensores sejam desenvolvidos
tornando necessário o bom conhecimento dos conceitos do funcionamento desses
instrumentos.
REFERÊNCIAS
http://www.vieiraevarela.com.br/arquivos/Apostila%20TC%20_TIPOS%20DE%20TC_.pd
f. Acesso dia 17 de fevereiro de 2016;
Thomazini, D., Albuquerque, P.U.B. Sensores Industriais – Fundamentos e Aplicações. 5ª Ed. 
São Paulo: Érica, 2005;
http://www.vieiraevarela.com.br/arquivos/Apostila%20TC%20_TIPOS%20DE%20TC_.pd
f. Acesso dia 17 de fevereiro de 2016
http://geol.institutopadrereus.com/Textos/Radio/Atv1/Tensao_Corrente_Resistencia.htm. 
Acesso dia 17 de fevereiro de 2016
http://www.smar.com/brasil/noticias/conteudo?id_not=sensor-hall-a-tecnologia-dos-
posicionadores-inteligentes-de-ultima-geração. Acesso dia 17 de fevereiro de 2016
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/circuitos/2584-ne174.html. Acesso de 17 de 
fevereiro de 2016