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Medidas elétricas Sistema Internacional e Padrões de Medição Prof. Délio Eduardo Barroso Fernandes Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Instituto Politécnico - IPUC Sistema Internacional – SI Nº Grandeza Unidade Símbolo Dimensão Incerteza atual 1 Comprimento metro m L 10-12 2 Massa quilograma kg M 2.10-9 3 Tempo segundo s T 10-15 4 Intensidade de corrente elétrica ampère A I 9.10-8 5 Temperatura termodinâmica kelvin K Θ 3.10-1 6 Intensidade luminosa candela cd N 10-4 7 Quantidade de matéria mol mol J 2.10-9 Unidades de base Sistema Internacional – SI Definição das unidades de base Nº Grandeza Definição 1 Comprimento Metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo 2 Massa Massa do protótipo internacional do quilograma 3 Tempo Duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133 4 Intensidade de corrente elétrica Corrente elétrica invariável que mantida em dois condutores retilíneos, paralelos, de comprimento infinito e de área de seção transversal desprezível e situados no vácuo a 1 metro de distância um do outro, produz entre esses condutores uma força igual a 2x10-7 newton, por metro de comprimento desses condutores. 5 Temperatura termodinâmica Fração 1/273, 16 de temperatura termodinâmica do ponto tríplice da água. 6 Intensidade luminosa Intensidade luminosa, numa direção dada, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540 x 1012 hertz, e cuja intensidade energética naquela direção é 1/683 watt por esterradiano. 7 Quantidade de matéria Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono 12. Sistema Internacional – SI Unidades de derivadas Nº Grandeza Unidade Símbolo Dimensão newton N (kg m/s2) LMT-2 joule J (N m) L2MT-2 watt W (J/s) L2MT-3 coulomb C (A s) TI volt V (W/A) L2MT-3I-1 volt/metro V/m LMT-3I-1 ohm Ω (V/A) L2MT-3I-2 farad F (A s/V) L-2M-1T4I2 weber Wb (V s) L2MT-2I-1 ampere/metro A/m L-1I tesla T (Wb/m2) MT-2I-1 8 Força 9 Trabalho, energia 10 Potencia 11 Carga elétrica 12 DDP, força eletromotriz 13 Campo elétrico 14 Resistência elétrica 15 Capacitância elétrica 16 Fluxo magnético 17 Int. de Campo mag. 18 Indução magnética 19 Indutância henry H (V s/A) L2MT-2I-2 Sistema Internacional – SI Prefixos multiplicadores Nome Símbolo Fator pelo qual a Unidade é Multiplicada exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000 peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000 tera T 1012 = 1 000 000 000 000 giga G 109 = 1 000 000 000 mega M 106 = 1 000 000 quilo k 103 = 1 000 hecto h 102 = 100 deca da 10 deci d 10-1 = 0,1 centi c 10-2 = 0,01 mili m 10-3 = 0,001 micro 10-6 = 0,000 001 nano n 10-9 = 0,000 000 001 pico p 10-12 = 0,000 000 000 001 femto f 10-15 = 0,000 000 000 000 001 atto a 10-18 = 0,000 000 000 000 000 001 Sistema Internacional – SI Grafia dos nomes de unidades Quando escritos por extenso, os nomes de unidades começam por letra minúscula, mesmo quando têm o nome de um cientista (por exemplo, ampère, kelvin, newton, etc.), exceto o grau Celsius. Os símbolos são invariáveis, não sendo admitido colocar, após o símbolo, seja ponto de abreviatura, seja “s” de plural, sejam sinais, letras ou índices. Por exemplo, o símbolo do watt é sempre W, qualquer que seja o tipo de potência a que se refira: mecânica, elétrica, térmica, acústica, etc.; Na expressão do valor numérico de uma grandeza, a respectiva unidade pode ser escrita por extenso ou representada pelo seu símbolo (por exemplo, quilovolts por milímetro ou kV/mm), não sendo admitidas combinações de artes escritas por extenso com partes expressas por símbolo. Conversão de unidades -Converter a energia de 98,00 MJ para kWh kWh x kWhx 22,27 106,3 1098 6 6 s hk sWxJx 3600 1 1000 1 1000,981000,98 66 -Converter a velocidade da luz de c=2,997925x108 m/s para km/h h s m km s m x s m xc 1 3600 1000 1 10997925,210997925,2 88 h km x 81079253,10 -Converter a pressão de 27,33 psi para kgf/cm2 2 2 22 2 22 1 100 4,25 1 80665,9 1 1 44822,4 33,2733,27 cm mm mm in N kgf lbf N in lbf in lbf 2 921,1 cm kgf Padrão de medição É uma medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência. Padrões de medição Padrões internacionais: definidos através de acordo internacional. Representam o mais exatamente possível certas unidades de medição. São periodicamente testados e aferidos em termos de unidades fundamentais; Padrões primários: guardados por laboratórios de padrões nacionais em diversas partes do mundo. O LNM, laboratório nacional de metrologia é responsável pela manutenção dos padrões no Brasil. Também representam as unidades fundamentais e algumas unidades derivadas; Padrões secundários: são padrões de referência utilizados industrialmente. São mantidos por laboratório de calibração e são periodicamente testados por meio de comparações com padrões primários; Padrões de serviço: são utilizados em testes e calibrações de outros instrumentos de laboratórios ou instrumentos de aplicações industriais; Padrões de medição: rastreabilidade unidades do SI padrões internacionais padrões nacionais padrões de referência de laboratórios de calibração padrões de referência de laboratórios de ensaios padrões de trabalho de laboratórios de chão de fábrica Padrões ABNT, IEEE, IEC ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers IEC - International Electrotechnical Commission Procedimentos, nomenclaturas e definições padrão Exemplos: NBR 8279 – Medidores de energia (kWh e kvarh); IEEE - Nomes, posicionamentos dos controles e funções dos osciloscópios; IEEE - USB universal serial bus; 61010 IEC – requerimentos gerais segurança para equipamentos elétricos e seus acessórios; NBR IEC 60831 – capacitores de potência; Sinmetro - Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Conmetro e seus Comitês Técnicos Inmetro Organismos de Certificação Acreditados, (Sistemas da Qualidade, Sistemas de Gestão Ambiental, Produtos e Pessoal) Organismos de Inspeção Acreditados Organismos de Treinamento Acreditados Organismo Provedor de Ensaio de Proficiência Credenciado Laboratórios Acreditados – Calibrações e Ensaios – RBC/RBLE Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT Institutos Estaduais de Pesos e Medidas – IPEM Redes Metrológicas Estaduais INMETRO: Laboratório de grandezas elétricas Tensão contínua - Fonte de Tensão de 100 µV a 1 kV: de 0,1 mV a 10 mV, incerteza: 0,18 µV; acima de 10 mV a 1 kV, incerteza: de 2,3 µV/V a 9,3 µV/V Tensão alternada - Fonte de Tensão de 2 mV a 1 kV ; incerteza: 8 µV/V a 221 µV/V; especificação: de 10 Hz a 1 MHz Potência CA - Calibradores de Potência - Tensão: 6 V a 600 V; Corrente: 5 mA a 200 A; Fator de Potência: -1 a +1; Freqüência: 50 Hz à 60 Hz; Incerteza:0,007% Energia - Calibração Externa de Sistemas de Medição de Energia - Tensão: 6 V a 600 V; Corrente: 5 mA a 200 A; Fator de Potência: -1 a +1; Freqüência: 50 Hz à 60 Hz; Incerteza: 0,007% Corrente alternada - Padrão de Transferência de Corrente (com Shunts Fluke A40/A40A) de AC/DC de 5 mA a 20 A; frequencia: 10 Hz a 100 kHz; incerteza: 25 µA/A a 127 µA/A Capacitância - Medidor de Impedância: 1 pF a 1 µF, frequência: 60 Hz, 800 Hz e 1,6 kHz, incerteza: 0,30 µF/F a 1,5 mF/F; 1 pF a 100 µF, frequência: 100 Hz, 400 Hz e 1 kHz, incerteza: 0,30 µF/F a 0,35 mF/F Indutância - Indutor Padrão: 100µH à 10 H, incerteza: 0,11 mH/H à 0,25 mH/H na frequência: 100 Hz, 400 Hz e 1 kHz. Sistema Internacional e Padrões de Medição Referências bibliográficas [01] Helfrick, A.D., Cooper, W.D., “Instrumentação eletrônica moderna e técnicas de medição”, Prentice Hall do Brasil, Rio de janeiro, 1994, 324p; [02] Albertazzi G. Jr., A.,Sousa, A.R.,”Fundamentos de metrologia científica e industrial”, Manole, São Paulo, 2008, 407p; [03] CONMETRO, “Resolução nº 12 de 12 de outubro de 1988”, 19p; [04] INMETRO, www.inmetro.gov.br; Medidas elétricas Sistema Internacional e Padrões de Medição Prof. Délio Eduardo Barroso Fernandes Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Instituto Politécnico - IPUC
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