Apostila Geral - Medidas Elétricas r2

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLÓGIA DE GOIÁS 
CÂMPUS ITUMBIARA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: Instrumentação Industrial 
PROFESSOR: Willian Martins Leão 
 
 
Itumbiara, 18 de março de 2018. 
Revisão 2: 08/02/2019 
Sumário 
1 Medidor de Bobina Móvel ........................................................................................ 1 
2 Medidor de Ferro Móvel .......................................................................................... 3 
3 Características operacionais em instrumentos analógicos ........................................ 7 
4 Transformadores ....................................................................................................... 9 
4.1 Transformador de Potencial – TP ...................................................................... 9 
4.1.1 Transformador de Potencial Indutivo ......................................................... 9 
4.1.2 Transformador de Potencial Capacitivo ................................................... 10 
4.2 Transformador de Corrente - TC ..................................................................... 10 
5 Pontes ..................................................................................................................... 11 
6 Sensor Hall ............................................................................................................. 13 
7 Condicionamento de Sinais .................................................................................... 15 
7.1 Amplificadores Operacionais .......................................................................... 15 
7.1.1 Configuração não-inversora ..................................................................... 15 
7.1.2 Configuração Buffer ................................................................................. 15 
7.1.3 Configuração inversora............................................................................. 16 
7.1.4 Configuração Somador ............................................................................. 16 
7.1.5 Configuração Subtrator............................................................................. 16 
7.2 Amplificador Diferencial de Instrumentação .................................................. 17 
7.3 Conversor de resistência para Frequência........................................................ 17 
7.4 Conversor Tensão-Frequência ......................................................................... 18 
7.5 Conversor de Frequência para Tensão ............................................................. 18 
8 Aterramento Elétrico .............................................................................................. 19 
8.1 Ruídos .............................................................................................................. 19 
9 Cabos ...................................................................................................................... 20 
9.1 Cabo coaxial .................................................................................................... 20 
9.2 Cabo Shield ...................................................................................................... 20 
9.3 Par trançado ..................................................................................................... 22 
9.4 Fibra óptica ...................................................................................................... 22 
 
 
DISCIPLINA: INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
PROFESSOR: WILLIAN MARTINS LEÃO 
ASSUNTO: MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
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Introdução 
O estudo de medidas elétricas, vai além de medir variáveis elétricas, mas inclui 
também o meio de indicar, converter e até automatizar o processo de medir outras 
variáveis que são dependentes dela. Os instrumentos, em geral, podem ser classificados 
em analógicos e digitais. 
Exemplos de instrumentos de medidas elétricas são: 
➢ amperímetro (corrente); 
➢ voltímetro (tensão); 
➢ wattímetro (potência ativa); 
➢ varímetro (potência reativa); 
➢ fasímetro ou cosifímetro (defasagem entre tensão e corrente ou cos ϕ); 
➢ ohmímetro (resistência); 
➢ capacímetro (capacitância); 
➢ frequencímetro (frequência). 
No caso dos instrumentos analógicos a base de seu funcionamento é um medidor de 
correntes muito baixas chamado de Galvanômetro de Bobina Móvel ou Galvanômetro 
de D'Arsonval (1820). Esse consiste de uma bobina que pode ser movimentada e que está 
colocada entre os polos de um imã. Já os instrumentos digitais são baseados na medição 
de tensão através de conversores analógicos-digitais (ADC – analog digital converter). 
1 Medidor de Bobina Móvel 
É um tipo de galvanômetro construído com uma bobina de fio muito fino montada 
em um eixo móvel, e instalada entre os polos de um ímã permanente, sendo seu 
funcionamento baseado na força magnética (força de Lorentz) sobre cargas elétricas em 
movimento no interior de um campo magnético. 
Figura 1 - Medidor de Bobina Móvel 
 
 
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Suas características são: 
➢ Baixo consumo próprio; 
➢ Alta sensibilidade; 
➢ São capazes de medir corrente média; 
➢ São usados em corrente contínua (ou alternada com um retificador); 
➢ São instrumentos polarizados; 
➢ Apresenta erros consideráveis caso a forma de onda da CA não seja puramente 
senoidal; 
➢ Eles são feitos para suportarem correntes muito pequenas da ordem de µA ou mA. 
Nas situações em que a corrente exigida for maior que o fundo de escala, é possível 
utilizar um resistor de derivação conhecido por resistor shunt (paralelo). 
Figura 2- Resistor Shunt 
 
Há duas maneiras de ser utilizados: 
➢ Em conjunto com um medidor de corrente; 
➢ Em conjunto com um medidor de tensão; 
 
Exemplo 1: Um resistor Shunt 50A 75mV para amplificar a escala de um amperímetro 
de um painel. 
 
𝐼0 =
𝐼 ⋅ 𝑅𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅0
⇒ 𝐼 = 𝐼0 ⋅ (1 +
𝑅0
𝑅𝑆
) 
A dificuldade desse método é encontrar a resistência do instrumento com precisão já 
que essa é na ordem de poucos Ω. 
Exemplo 2: Um resistor Shunt 50A 75mV utilizando um voltímetro para medir corrente. 
Nesse caso, basta incluir o resistor shunt em série com o circuito e medir a tensão sobre 
ele. A medida de corrente será a medida de tensão sobre o resistor shunt vezes o ganho 
do resistor em A/V. Nesse caso, o ganho é aproximadamente 666,67. 
Agora, responda se é possível usar esse método em circuitos com baixa resistência? 
 
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Medidor do tipo bobina móvel da fabricante Kron 
– BK 72 / 96 / 144 (C.C.); 
– BK 72R / 96R / 144R (C.A.); 
Os instrumentos de bobina móvel, são utilizados 
para medir corrente e tensão contínua. 
Sua principal característica é o seu baixo consumo. 
Conectados a conversores de medida (.../ 60 mV,.../ 
1 mA, ...10V ) e com uma escala adequada, permitem a 
medida de outras grandezas ( Cº, rpm,Watt, m/s... ). 
Para medição de correntes superiores a 100 A devem 
ser ligados a Shunts. 
A maioria dos medidores de tensão e corrente fornece indicações bastante exatas 
quando operam grandezas constantes (CC) ou formas senoidais puras (CA). No entanto 
deixam a desejar quando a grandeza sob análise tem outra forma de onda. Nesse caso, 
somente os instrumentos classificados com True RMS darão a indicação exata. 
Em sistemas de corrente (ou tensão) alternada os instrumentos de bobina móvel, 
possuem um sistema de pré-retificação do sinal de entrada e o mensurando é baseado no 
valor médio e não eficaz, portanto, o medidor de bobina móvel não é TRUE RMS. 
2 Medidor de Ferro Móvel 
Também conhecidos como instrumentos ferromagnéticos ou eletromagnéticos. O seu 
princípio de funcionamento é baseado na ação do campo magnético, criado pela corrente 
a medir percorrendouma bobina fixa, sobre uma peça de ferro doce móvel. Há dois tipos 
de instrumentos básicos: 
➢ Instrumento de “atração” ou de “núcleo mergulhador”; 
➢ Instrumento de “repulsão” ou de “palheta móvel”. 
Figura 3 - Instrumento de atração 
 
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Figura 4 - Instrumento de repulsão 
 
Suas características são: 
➢ São utilizados em corrente contínua e corrente alternada de baixa frequência 
(superior a 400Hz); 
➢ A deflexão do ponteiro é proporcional ao quadrado da corrente, o que implica que 
esse mede valor eficaz; 
➢ Podem ser utilizados para medir formas de onda não senoidais; 
➢ É comum encontrá-los nos painéis de equipamentos como estabilizadores, 
geradores elétricos, entre outros; 
➢ Possuem classe de exatidão pior do que os medidores de bobina móvel e, por isso, 
são medidores mais baratos. 
O galvanômetro, assim também o medidor de bobina móvel e ferro móvel, podem 
ser utilizados para medir tensão, corrente e resistência. 
 
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Os voltímetros são galvanômetros que utilizam resistores em série como divisor de 
tensão (resistores de amplificação). A corrente medida é proporcional a tensão aplicada 
(medida a quente). 
Figura 5 - Esquema interno de um voltímetro 
 
Os amperímetros são galvanômetros que utilizam resistores shunt (paralelo) para 
operarem correntes mais altas (medida a quente). 
Figura 6 - Esquema interno de um amperímetro 
 
Os ohmímetros são galvanômetros com uma bateria que utilizam resistores de 
calibração. A corrente medida é proporcional a resistência medida (medida a frio). 
Figura 7 – Esquema interno de um ohmímetro 
 
 
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Outro caso de aplicação de bobina é o Wattímetro, o qual possui duas bobinas, uma 
para a medida de tensão (também chamada bobina de potencial) e outra para medir a 
corrente (bobina de corrente). O aparelho é construído de tal forma que o ponteiro indica 
o produto dessas duas grandezas multiplicado, ainda, pelo cosseno da defasagem entre 
elas (fator de potência). 
Figura 8 - Wattímetro 
 
Além disso, há o Medidor de Energia Ativa Analógico de Indução (conhecido 
popularmente como relógio de luz), o qual é tradicionalmente usado pelas concessionárias 
de energia elétrica para aferir o consumo das instalações elétricas. Sua construção é 
semelhante à do wattímetro, tendo uma bobina de potencial e outra de corrente. 
Figura 9 - Medidor de Energia Ativa Analógico 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como já dito, diferente dos instrumentos analógicos o medidor digital opera baseado 
na conversão analógico-digital de um sinal de tensão. As formas como esse sinal é obtido 
serão abordados quando falarmos em condicionamento de sinais. 
 
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3 Características operacionais em instrumentos analógicos 
Posição do zero: É a posição de repouso do ponteiro, quando o instrumento não está 
efetuando medidas. 
 
 
 
 
 
Linearidade: É característica que diz respeito à maneira como a escala é dividida. 
Quando a valores iguais correspondem divisões iguais, diz-se que a escala é linear (ou 
homogênea), caso contrário, a escala é chamada não-linear (heterogênea). 
 
 
Valor fiducial: É o valor de referência para a especificação da classe de exatidão do 
instrumento. Este valor é determinado de acordo como tipo de escala do medidor, no 
que se refere à posição do zero. 
 
 
Classe de exatidão: A classe de exatidão de um instrumento fornece o erro admissível 
em porcentagem entre o valor indicado pelo instrumento e o fiducial, levando-se em 
consideração o valor do fundo de escala. 
 
Tipos de Corrente 
 
Escala não-linear 
Zero à esquerda 
Escala linear 
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Tipos de Instrumentos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Posição: Instrumentos de painel usualmente são projetados para funcionamento na 
posição vertical, porém outras posições podem ser viáveis. O uso de um instrumento em 
posição diferente daquela para a qual foi projetado pode ocasionar erros grosseiros de 
leitura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tensão de isolação ou tensão de prova: É o valor máximo de tensão que um 
instrumento pode receber entre sua parte interna (de material condutor) e sua parte 
externa (de material isolante). É indicado por uma estela com a unidade de tensão de 
isolação em kV. 
 
Observação: Na ausência de algarismo, a tensão de prova é igual a 500 V. 
É tipicamente o 
instrumento de painel 
É tipicamente o 
instrumento de bancada 
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Exercício: Classifique o instrumento ilustrado 
na figura ao lado e defina as suas 
características. 
 
 
 
4 Transformadores 
Na instrumentação, os transformadores são utilizados para adequar os níveis de 
tensão ou corrente em sistemas de geração, transmissão, distribuição e demais aplicações 
envolvendo energia elétrica para monitoração, controle ou proteção. 
Há dois tipos de transformadores do ponto de vista de instrumentação. São eles: 
• transformador de potencial; 
• transformador de corrente. 
4.1 Transformador de Potencial – TP 
Os transformadores de potencial são equipamentos que adequam o nível de tensão 
(abaixador) de forma a permitir que os instrumentos de medição e proteção funcionem 
adequadamente. Os TPs podem ser do tipo indutivo (NBR6855) ou capacitivo. 
 
4.1.1 Transformador de Potencial Indutivo 
 
Na sua forma mais simples, o transformador de potencial indutivo (TPI) possui um 
enrolamento primário e um enrolamento secundário, de tal forma que a sua relação de 
transformação permite obter no secundário um valor padrão de tensão. Por norma os 
valores padrões de tensão de saída nos secundários são 115V (mais utilizado), 115/√3V 
ou 115/3V. 
 
Figura 10 - Transformador de Potencial Indutivo. 
 
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4.1.2 Transformador de Potencial Capacitivo 
 
Os transformadores de potencial capacitivo (TPCs) são indicados para tensões acima 
do limite dos TPIs, em geral construídos para tensões iguais ou superiores a 138 kV em 
função do elevado custo. Esses consistem de um capacitor de acoplamento, que atua como 
divisor de tensão, e uma unidade eletromagnética que permite a interface entre o sistema 
de alta tensão com o de baixa tensão, tornando os valores mensuráveis para leitura dos 
sistemas de proteção. 
 
Figura 11 - Transformador de Potencial Capacitivo. 
 
4.2 Transformador de Corrente - TC 
Os transformadores de corrente são um dispositivo contendo dois enrolamentos 
(primário e secundário), semelhantes ao TPI e são utilizados para reduzir a corrente para 
valores baixos, normalmente 1A ou 5A. As suas aplicações são: 
• promover a segurança pessoal; 
• isolar eletricamente o circuito de potência do circuito dos instrumentos; 
• padronizar os valores de corrente de relés e instrumentos. 
Construtivamente, os TCs apresentam um enrolamento do primário com poucas 
espiras e fiação de bitola mais, sendo o secundário constituído com um número maior de 
espiras e com fiação de menor bitola (NBR 6856). 
Os TCs podem ser do tipo: enrolado; de barra; bucha; janela; núcleo dividido. 
 
Figura 12 - Tipos de TCs. 
 
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5 Pontes 
A ponte que estudaremos é a ponte Ponte de Wheatstone que consiste de quatros 
resistores alimentados por tensão ou corrente contínua, conformea Figura 13, o qual é 
utilizado para medição de resistência elétrica, o que implica na possibilidade de medir 
temperatura de termistores, como Pt-100 e o outras variáveis que variam com a resistência 
elétrica. 
Figura 13- Ponte de Wheatstone 
 
É dito que o circuito está balanceado quando a tensão entre os terminais do centro da 
ponte é nula, o que corresponde também a não passagem de corrente entre esses pontos. 
Pode ser construído de diferentes montagens como: 2 fios, 3 fios e 4 fios. 
A ligação à 2 fios é a mais simples. Sua limitação é que há a soma da resistência do 
cabo de prolongamento com a resistência do elemento sensor, o que embuti um erro na 
leitura do mensurando. 
Figura 14 - Ligação à 2 fios 
 
Já a ligação à 3 fios permite a compensação da resistência do cabo de prolongamento, 
fator que determina que essa ligação seja a mais utilizada. Lembrando que nessa ligação 
é necessário utilizar um cabo de 3 vias blindado (ou seja, mais o cabo nu com malha de 
terra). 
 
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Figura 15 - Ligação à 3 fios 
 
A ligação à 4 fios é pouca utilizada, sendo utilizada em processos industriais ou em 
laboratórios que exijam maior precisão da medida de resistência. Essa montagem é 
justificada, pois as vias de um cabo não são perfeitamente iguais. 
Figura 16 - Ligação à 4 fios 
 
Há outras alternativas de ligação à 4 fios, como na Figura 17. 
Figura 17 – Outra alternativa para ligação à 4 fios 
 
Apesar de não ser foco dessa disciplina, há as pontes em CA, como: 
➢ Maxwell: ponte para medir indutância pela capacitância. 
➢ Hay: ponte para medir indutância 
➢ Owen: ponte para medir indutância 
➢ Schering: ponte para medir capacitância 
Recomendações de livro: Curso Básico de Medidas Elétricas - Melville B. Stout. 
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6 Sensor Hall 
Um Sensor de Efeito Hall é um transdutor que, quando sob a aplicação de um 
campo magnético, responde com uma variação em sua tensão de saída. 
O Efeito Hall é um efeito observado em todos os materiais. Contudo, sua aplicação 
é eficaz somente em materiais onde a mobilidade eletrônica seja relativamente alta. Desse 
modo, as aplicações práticas do Efeito Hall só se tornam possíveis com o 
desenvolvimento de tecnologias em materiais semicondutores. 
Figura 18 - Sensor sem ausência de campo magnético externo 
 
Figura 19 - Sensor sob presença de campo magnético externo 
 
 A sensibilidade é dependente da tensão de alimentação, assim, se houver um 
aumento da tensão de alimentação, muda a tensão quiescente e as variações em torno 
deste valor passam a ter uma amplitude maior para uma mesma variação da intensidade 
do campo, conforme está na figura abaixo. Portanto, os sensores Hall possuem problemas 
como baixo nível de saída, pouca estabilidade em relação à temperatura e alta 
sensibilidade a cargas estáticas. 
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Figura 20 - Curva de Campo Magnético e Tensão de saída do sensor Hall 
 
Aplicações: 
• Medição ou detecção de corrente; 
• Medição ou detecção de velocidade; 
• Medição ou detecção de deslocamento. 
Na prática os sensores de Efeito Hall ou Hall Sensors podem ser encontrados tanto 
na forma simples como com uma configuração em ponte (Exemplo KMZ10 da Philip). 
Um dispositivo muito utilizado na indústria que opera pelo efeito Hall é o alicate 
amperímetro (Figura 21), o qual permite medir a corrente de forma não intrusiva em 
condutores (em geral cabos), ou seja, sem necessidade de interromper o circuito para 
medição. 
Figura 21 - Alicate Amperímetro 
 
 Na pratica os alicates amperímetros modernos utilizam o efeito Hall para medir 
correntes contínuas e alternadas. E além, disso possuem sistemas para medição de tensão, 
como um multímetro comum. 
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7 Condicionamento de Sinais 
7.1 Amplificadores Operacionais 
Também conhecidos por AOs (ou AmpOps) são circuitos eletrônicos amplamente 
utilizados em sinais analógicos. 
𝑽𝑶 = 𝑨 ⋅ (𝑽+ − 𝑽−) 
 IDEALMENTE possuem as seguintes características: 
• Não existe fluxo de corrente nas entradas do AO; 
• A impedância de entrada é infinita; 
• Seu ganho de tensão em malha aberta é infinito; 
• Não existe diferença de potencial entre suas entradas (curto circuito virtual); 
• A impedância de saída é igual à zero. 
A seguir, estão apresentadas as configurações (montagens) com amplificador 
operacional analisadas dentro dessa disciplina, no entanto há outras que não serão objeto 
de estudo aqui. 
7.1.1 Configuração não-inversora 
 
𝑽𝒐 = (𝟏 +
𝑹𝒇
𝑹𝟏
) ⋅ 𝑽𝒊 
 
𝑮 = (𝟏 +
𝑹𝒇
𝑹𝟏
) 
 
7.1.2 Configuração Buffer 
Essa configuração é conhecida 
também por “seguidor de tensão”. 
 
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7.1.3 Configuração inversora 
 
𝑽𝒐 = −
𝑹𝒇
𝑹𝟏
⋅ 𝑽𝒊 
 
𝑮 = −
𝑹𝒇
𝑹𝟏
 
 
 
Exercício: Baseado no que foi mostrado determine um gerador 4-20mA usando a 
configuração não-inversora. 
 
7.1.4 Configuração Somador 
 
𝑽𝒐 = −(
𝑹𝒇
𝑹𝟏
⋅ 𝑽𝟏 +
𝑹𝒇
𝑹𝟐
⋅ 𝑽𝟐 +⋯+
𝑹𝒇
𝑹𝒏
⋅ 𝑽𝒏) 
• Também conhecido por circuito mix; 
• Soma de vários sinais diferentes; 
• Conversor Digital-Analógico. 
 
 
 
7.1.5 Configuração Subtrator 
Fazendo a análise do circuito, temos: 
 
𝑽𝟎 =
𝑹𝑻 ⋅ (𝑹𝒇 + 𝑹𝒗𝟏)
(𝑹𝒗𝟐 + 𝑹𝑻) ⋅ 𝑹𝒗𝟏
𝑽𝟐 −
𝑹𝒇
𝑹𝟏
𝑽𝟏 
 
Se 𝑹𝒗𝟏 = 𝑹𝒗𝟐 = 𝑹𝟏 e 𝑹𝒇 = 𝑹𝑻 = 𝑹𝟐 
 
𝑽𝒐 = (
𝑹𝟐
𝑹𝟏
 ) ⋅ (𝑽𝟐 − 𝑽𝟏) 
 
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7.2 Amplificador Diferencial de Instrumentação 
Na prática, o circuito subtrator não é preciso, 
pois os resistores R2 não são iguais entre si, 
assim também, os resistores R1. 
Para contornar esse inconveniente há os 
amplificadores de instrumentação, que 
possuem um circuito preciso e equivalente a: 
𝑉0 = (
𝑅2
𝑅1
) ⋅ (1 +
2𝑅3
𝑅𝑔
) ⋅ (𝑉2 − 𝑉1) 
A vantagem do amplificador de instrumentação é 
que você pode ajustar o ganho através de apenas 
um resistor externo de ganho (Rg). 
Exemplo com um AD620A 
𝑅𝑔 =
49,4
𝐺 − 1
𝑘Ω 
 
 
7.3 Conversor de resistência para Frequência 
Utilizando o CI 4093 que contém quatro portas NAND com Schmitt Trigger, 
podemos gerar frequência proporcional a resistência elétrica de um sensor. 
 
 
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7.4 Conversor Tensão-Frequência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.5 Conversor de Frequência para Tensão 
Alguns C.I.s Comerciais: 
• LM741, TL082, LM301A – Dual Supply Operational Amplifier 
• LM358 – Single or Dual Supply Operational Amplifier 
• TL074 – 4AOs – Single or Dual Supply Operational Amplifier 
• LM231A/LM231/LM331A/LM331 – Voltage to Frequency Converter 
• LM2907 /LM2917 - Frequency to Voltage Converter 
• AD620ANZ, INA126 – Amplifier Instrumentation 
 
 
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8 Aterramento Elétrico 
Significa colocar instalações e equipamentos no mesmo potencial, de modo que a 
diferença de potencial entre a terra e o equipamento seja o menor possível. O terra é o 
conector com diferença de potencial igual a zero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O aterramento consiste em criar um caminho de baixa impedância para o Terra. 
Para isso, deve ser apropriadamente elaborado para: 
– proteger a integridade física das pessoas; 
– facilitar o funcionamento de dispositivos de segurança; 
– descarregar cargas eletrostáticas da carcaça de equipamentos;– garantir a integridade dos dados enviados de um processo industrial. 
Um erro comum é o uso de terra de proteção como terra de sinal, o que não é 
adequado visto que esse terra é muito ruidoso e pode apresentar alta impedância. 
8.1 Ruídos 
O ruído é definido basicamente como um sinal elétrico indesejável ou um fenômeno 
magnético que corrompe o sinal verdadeiro. Em outras palavras, altera a informação. Os 
ruídos podem ser provenientes de: 
– EMI (Interferência eletromagnética); 
– RFI (Interferência de rádio frequência); 
– Caminhos de fugas nos terminais de entradas dos equipamentos; 
– Arcos elétricos; 
– Rede elétrica de 60Hz; 
– Motores elétricos (centelha nas escovas); 
– Inversor de frequência. 
Apesar de um bom aterramento ser necessário para mitigar os ruídos, isso não é 
suficiente. É necessário o uso de cabos adequados para bloquear ruídos externos. 
 
Haste de 
aterramento Ligação em cruz de cabos 
nus de aterramento Ligação de cabo nu na haste 
de aterramento 
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9 Cabos 
São os meios em que a informação é transmitida de um ponto para outro. Pode ser 
classificado pelo meio de transmissão em coaxial, par trançado e fibra ótica, os quais são 
mostrados na figura abaixo. 
9.1 Cabo coaxial 
O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era até a alguns anos 
atrás o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de bits 
(limite em 10Mbps), embora ainda hoje seja usado para a mesma finalidade. 
Um cabo coaxial consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por 
um material isolante que por sua vez é envolto em um condutor cilíndrico, frequentemente 
na forma de uma malha entrelaçada. O condutor externo é coberto por uma capa plástica 
protetora, que evita o fenômeno da indução, causada por interferências elétricas ou 
magnéticas externas. 
O cabo coaxial é usado para transportar sinais de televisão e também ligar 
equipamentos de vídeo. Os cabos também podem ser usados para transportar sinais de 
rádios, conectar receptores, transmissores e antenas. Esse tipo de cabo já foi utilizado 
para ligar computadores me redes locais (LANS), porém, foi trocado para o par trançado. 
 
9.2 Cabo Shield 
Cabo blindado com shield é utilizado em várias áreas, o shield (a malha, assim como 
a lâmina de alumínio) deve ser conectado ao terra funcional do sistema via conector, de 
forma a proporcionar uma ampla área de conexão com a superfície condutiva aterrada. 
Cuidados com a instalação devem ser tomados para garantir que o acabamento do 
shield esteja bem feito e não entrando em contato com outros pontos a não ser os pontos 
de terra. A proteção se dá com os pontos aterrados, onde se proporciona um caminho de 
baixa impedância aos sinais de alta frequência. 
Existem diversas formas de construção e aplicação para cabo blindado com shield, 
sua principal característica, devido a blindagem, é proteção contra interferências 
eletromagnéticas e/ou ruídos. 
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ASSUNTO: MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
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Figura 22 - Relação de potência por cabo 
 
É ideal para sistemas de alarme de incêndio ou qualquer outra aplicação que exija 
aterramento e proteção magnética, como é o caso de ligação de instrumentos analógicos 
ou digitais, tais como medidores de fluxo, potenciômetros, transmissores, anunciadores, 
alarmes, etc. 
Se o aterramento da instalação for feito corretamente, o mesmo dispensa o uso de 
eletrodutos metálicos, podendo ser usado até mesmo diretamente sob forros. 
Em algumas empresas é comum problemas de instrumentação devido a negligência 
de profissionais, que especificam e/ou compram cabos sem blindagem (Por exemplo cabo 
de 1mm² por menos de um real por metro) devido o preço deles serem menores que os 
shields. 
Figura 23 - Relação de Preços de Cabos Shield 
 
 
DISCIPLINA: INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
PROFESSOR: WILLIAN MARTINS LEÃO 
ASSUNTO: MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
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9.3 Par trançado 
O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis, com 
maiores velocidades de transmissão, além maior facilidade de identificação de defeitos 
quando comparados com o cabo coaxial. 
Este cabo consiste em um par de fios elétricos de cobre ou aço recoberto de cobre 
(aumenta a resistência à tração). Os fios são recobertos de uma camada isolante, 
geralmente de plástico, e entrelaçados em forma de trança (de onde surgiu o seu nome). 
Este entrelaçamento é feito para se evitar a interferência eletromagnética entre cabos 
vizinhos e para aumentar a sua resistência. O conector utilizado é o RJ-45. 
Sua transmissão pode ser tanto analógica quanto digital. Na transmissão analógica, 
para o qual foi originalmente construído, é necessário um amplificador a cada 5 ou 6 km. 
Na transmissão digital, um repetidor é necessário a cada 2 ou 3 km. 
Há dois tipos básicos de cabos par trançado: 
– UTP - Unshielded Twisted Pair - Par trançado sem blindagem (uso residencial); 
– STP - Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem (uso industrial). 
 
O cabo blindado STP é muito pouco utilizado sendo basicamente necessários em 
ambientes com grande nível de interferência eletromagnética. Podem ser encontrados 
com blindagem simples ou com blindagem par a par. 
Tem como vantagem se atingir maior taxa de transferência podendo trabalhar não 
somente a 10 Mbps, mas também a 100 Mbps (Fast Ethernet) ou até 1000 Mbps (1 
Gigabite Ethernet). 
9.4 Fibra óptica 
Deve-se dar preferência a sistemas com cabos de fibra ótica em ambientes com 
agressivos ruídos eletromagnéticos, pois estas são imune a qualquer tipo de ruído 
eletromagnético, ou quando se desejam grandes distâncias ou altas velocidades de 
transmissão. 
A fibra óptica é um filamento de vidro, material dielétrico, constituído de duas partes 
principais: o núcleo, por onde se propaga a luz, e a casca que serve para manter a luz 
confinada no núcleo. 
Cada um destes elementos, núcleo e casca, possuem índices de refração diferentes 
fazendo com que a luz percorra o núcleo refletindo na fronteira com a casca. 
As suas principais vantagens são: 
– imunidade a interferências eletromagnéticas; 
– isolação elétrica; 
– pequeno tamanho e peso. 
 
E suas principais desvantagens são: 
– fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento; 
– dificuldade de conexões das fibras óptica; 
– impossibilidade de alimentação remota de repetidores; 
– falta de padronização dos componentes ópticos; 
– alto custo.