Seminário de medidas

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COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL
Medidas 1
Gean de Moura
Mauro Israel de Paula
Mayron Ruan Benatto Ferreira
 
INTRODUÇÃO
Este trabalho contem informações sobre Voltimetro, amperímetro e wattímetro, são informações retiradas de artigos do site; http://www.ebah.com.br/ Aqui explicaremos um pouco sobre cada um desses equipamentos para que serve e como usa-los no seu trabalho ou em seu dia a dia, cada parte desse artigo contará com algumas imagens ilustrativas para melhor entendimento do leitor.
VOLTÍMETRO
Os Voltímetros são instrumentos destinados a medir a tensão. Pode ser de bobina móvel, ferro móvel ou eletrodinâmico. A precisão dos voltímetros é tanto maior quanto maior a sua resistência interna. Assim, a precisão de um instrumento de 100kV é menor do que à de 1MV. 
Sempre que usamos um voltímetro, devemos verificar se a escala escolhida é compatível com a grandeza a ser medida. Por exemplo, se formos medir a tensão de aproximadamente 120 volts, poderemos usar a escala de 0-150V, nunca uma escala menor, porque poderão ocorrer avarias no instrumento. Caso não se saiba a ordem de grandeza da tensão a ser medida, deverá ser usada às escalas mais altas.
Simbologia, os voltímetros usuais medem tensões de até 500 a 600 volts (baixa tensão). Para se medir altas tensões é necessário o uso de transformadores de potencial (TP), que transformam a alta tensão em baixa tensão. Para se efetuar a leitura da tensão, basta colocar os terminais do instrumento entre os dois pontos do circuito e ler a grandeza na escala escolhida. As leituras mais precisas são aquelas efetuadas no meio da escala. Os Voltímetros se dividem em:
2.1 Voltímetro de ferro móvel
É aquele que tem uma peça móvel de material ferromagnético que se desloca quando submetida a um campo magnético proveniente de uma bobina fixa pela qual flui corrente. 
 FIGURA 1: Voltímetro de ferro móvel.
 Fonte: www.ebah.com.br
2.2 Voltímetro de bobina móvel
Contem um imã permanente fixo e uma ou mais bobinas móveis; funciona devido á interação entre a corrente da bobina móvel e o campo magnético do imã permanente. 
 
 FIGURA 2: Voltimetro de bobina móvel.
 Fonte:www.passeidireto.com.br
Voltímetro Analógico
Tem uma bobina móvel dentro dele, aonde se pode medir CC (Corrente Continua) e CCµA (Corrente Continua em Micro Ampere), tem uma escala de ohm Ω (Ohms) que serve para verificação de resistência tem também um teste de continuidade com um sinal sonoro e também a escala de voltagem em CA (Corrente Alternada). 
Os instrumentos elétricos empregados na medição das grandezas elétricas apresentam um conjunto móvel que é deslocado aproveitando um dos efeitos da corrente elétrica: efeito térmico, efeito magnético, efeito dinâmico, etc. Preso a um conjunto móvel, está um ponteiro que se desloca na frente de uma escala graduada de valores da grandeza que o instrumento é destinado a medir. 
 FIGURA 3: Voltímetro Analógico.
 Fonte:www.ebah.com.br
 Voltímetros Digitais
Integram saídas para o monitoramento, controle, transmissão e impressão de dados. Sistemas avançados envolvendo esses voltímetros modernos estão frequentemente ligados a computadores, possibilitando a automação, a otimização dos processos e a prevenção de avarias e falhas críticas, aumentando a segurança e a eficácia dos sistemas e de equipamentos industriais. Muitas máquinas e equipamentos médicos, como um aparelho de Raio-X, utilizam um modelo de voltímetro digital para verificar se a tensão do equipamento está no nível apropriado. Atualmente, empresas como a Instrutherm, fabricante de instrumentos de medição, produzem voltímetros, conversores, multímetros e outros dispositivos importantes para as indústrias e laboratórios.
WATTÍMETRO 
Um wattímetro faz um trabalho complexo, medindo a potência que flui através de um circuito elétrico. Ele mede simultaneamente os valores de tensão e corrente e multiplica-os para obter a potência em watts. Os três principais tipos são: Eletrodinâmico, eletrônico e digital.
3.1 Wattímetro Eletrodinâmico
Wattímetros eletrodinâmicos vêm de um processo que remonta ao inicio do século XX. Eles funcionam por meio de três bobinas: Duas fixadas em série com a carga elétrica, e uma bobina móvel, em paralelo com ela. As bobinas em série fazem a medida da corrente que flui através do circuito, enquanto a bobina em paralelo mede a tensão. Um resistor em série limita a corrente através da bobina móvel. Ele está situado entre as duas bobinas fixas e é ligado a uma agulha indicadora. Os campos magnéticos em todas as três bobinas influenciam o movimento da agulha. A mola da agulha retorna a zero quando não há corrente ou tensão presente. Este processo é simples, confiável e robusto, embora as bobinas possam superaquecer
3.2 Wattímetro Eletrônico 
Pessoas que usam rádio e equipamentos de micro ondas precisam medir watts em frequência muito superiores aos 60hertz na rede elétrica. Wattímetros eletrodinâmicos são bons para medições nuas linhas de força em CA (Corrente Alternada), mas as bobinas são peças dependentes de frequência que não funcionam bem com o rádio. Aqui um circuito eletrônico mede a corrente e tensão, multiplica os dois no outro circuito, e fornece o resultado como uma corrente ou de tensão proporcional ao movimento do medidor padrão.
3.3 Wattímetro Digital
Medem corrente e tensão eletronicamente milhares de vezes por segundo, o que multiplica os resultados em um chip de computados para determinar os watts. Os computados também podem executar as estatísticas, como de pico, média, baixa e de quilowatts-hora consumidos. Eles podem monitorar a linha de energia para encontrar picos de tensão e interrupções. Atualmente, uma variedade de wattímetros digitais baratos estão disponíveis para os consumidores. Com a queda dos preções e melhores capacidades da eletrônica digital, eles se tornaram populares para convenientemente medir o consumo de energia em aparelhos domésticos, para lhe ajudar a poupar energia e dinheiro.
 FIGURA 4: Ligação de wattímetro.
 Fonte:www.ebah.com.br
Formulas de medições de wattímetros:
P = U.I (corrente contínua)
P = U.I.cosΦ (corrente alternada monofásica) 
P = 1,73. U.I.cosΦ (corrente alternada trifásica) 
Assim, para que um instrumento possa medir a potencia de um circuito létrico, será necessário o emprego de duas bobinas: uma de corrente e outra de potencial. 
A ação mútua dos campos magnéticos gerados pelas duas bobinas provoca o deslizamento de um ponteiro em uma escala graduada em watts proporcional ao produto Volts x Ampères.
A bobina de tensão ou de potencial está ligada em paralelo com o circuito, e a bobina de corrente, em série.
 FIGURA 5: Funcionamento do wattímetro.
 Fonte:www.ebah.com.br
Hoje temos vários equipamentos mais sofisticados para medição elétrica um deles é da FLUKE, esse equipamento consegue medir qualquer tipo de corrente que estiver passando pelo seu circuito você apenas conecta ele em seu circuito e ele consegue identificar a corrente automaticamente, são equipamentos caros que exigem um cuidado especial, na parte de calibração para que ele sempre esteja bem aferido para fazer qualquer tipo de medição.
 FIGURA 6: Wattímetro Digital.
 Fonte:www.ebah.com.br
HISTÓRIA DO AMPERÍMETRO
Os amperímetros de bobina móvel e ferro móvel foram inventados nos princípios derivados do físico dinamarquês Hans Christian Oersted em 1820. O desenvolvimento dos amperímetros continuou ate os séculos 19 e 20 ate 1980, quando o amperímetro digital foi criado.
4.1 Função básica dos Amperímetros moveis
Tanto com o amperímetro de bobina móvelquanto com o de ferro móvel é utilizado uma corrente elétrica para criar a energia magnética, que por sua vez faz com que uma parte móvel dentro do amperímetro se mova, fazendo a agulha que fica na tela se mover e assim medindo a quantidade de corrente.
4.2 Amperímetro de bobina móvel
Em um amperímetro de bobina móvel é estimulado o imã de uma bobina que tem a polaridade oposta, fazendo com que o imã seja rejeitado. Amperímetro de bobina móvel tem uma amostra linear.
4.3 Alicate Amperímetro
Utilizado para medir a corrente elétrica em determinadas situações, o alicate amperímetro é um dos instrumentos mais seguros e práticos para se obter resultados precisos e com agilidade. A principal característica do alicate de amperímetro é sua capacidade de medir o campo induzido através da corrente que passa em suas pinças, sem ter contato direto com o circuito. É uma ferramenta ideal para medição de voltagens moderadas (menores que 480 Volts) e para aplicações de correntes.
Importante ressaltar que um alicate amperímetro de qualidade precisa ter uma resistência inferior ao circuito, pois somente assim é possível que a corrente passe elétrica passe através das pinças do instrumento para que a medição seja clara e precisa. Outro detalhe fundamental é a capacidade de medição tanto de correntes elétricas contínuas, como correntes alternadas.
4.4 Como utilizar um alicate Amperímetro
 
 FIGURA 7: Alicate Amperímetro.
 Fonte:www.minipa.com.br
Utilizar um alicate amperímetro é bastante simples. O primeiro passo é contar com um instrumento de qualidade, que garanta resultados precisos e sem qualquer margem para erro.
Verifique também se a ferramenta está em perfeitas condições de segurança e uso. Isso porque qualquer defeito pode provocar choques no momento da medição. Após a verificação destes aspectos, o dispositivo deve ser usado de acordo com os passos:
Remover a energia do circuito, se possível. Esta é uma medida de segurança que preserva o alicate amperímetro e a saúde do utilizador;
Isolar o fio cuja corrente elétrica será medida;
Abrir as pinças do alicate e colocá-las no fio;
Configurar o instrumento para leitura de corrente alternada ou contínua (CA ou CC) e verificar a faixa em mili ampéres ou ampéres;
Ligar novamente o circuito. A corrente elétrica será indicada no display do alicate amperímetro;
Desligar a energia do circuito e retirar a ferramenta do fio.
4.5 Cuidados necessários com um Alicate Amperímetro
Por ser um equipamento de precisão e que trabalha com medições de correntes elétricas, são necessários alguns cuidados para que a utilização do alicate amperímetro não seja perigosa. O primeiro cuidado é não utilizar o aparelho em equipamentos com alto nível de tensão ou de frequência. Evite também guardar o alicate em locais úmidos ou muito quentes, já que isso pode danificar a capacidade de medição do aparelho.
Certifique-se, periodicamente, se o fusível de proteção do alicate amperímetro está em perfeito estado de conservação. Esta medida é necessária porque muitas das falhas podem ser resolvidas somente com este cuidado.