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Medidas Elétricas
Prof.: James N. da Silva
E-mail: Jamessilva.n@gmail.com
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Slides para 2ª avaliação!!
Ementa	
Teoria dos Erros; 
Processos de Leitura;
 Exatidão e precisão; 
Constituição dos instrumentos de medidas elétricas;
 Dados característicos dos instrumentos; 
Simbologia dos instrumentos; 
Principais tipos de instrumentos: amperímetros, voltímetros, ohmímetros e wattímetros; 
Medição de resistência; 
Medição de impendância; 
Medição de resistência de terra; 
Transformadores para instrumentos (Tc’s e Tp’s); 
Medição de potência elétrica em corrente alternada; 
Medição de energia elétrica; 
Frequencímetros; 
Fasímetros,
 Luxímetros.
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MEDIÇÃO DE CORRENTE 
É efetuada com o auxílio de um amperímetro, que pode ser analógico, digital, ou digital tipo alicate, conforme o da figura.
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
Deve ser conectado em série com o circuito ao medir a corrente 
Os amperímetros têm como principal característica a baixa impedância de entrada. Quanto menor, melhor o instrumento
Nunca se deve conectar um amperímetro em paralelo com uma fonte, ou qualquer circuito a ser medido, sob pena de danificar o instrumento e até mesmo de causar um grave acidente.
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	Errado 				Correto
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
A construção de um amperímetro analógico consiste em ligar uma resistência em paralelo com um galvanômetro 
O valor dessa resistência, juntamente com os valores de IFE e de Ri característicos do galvanômetro, é que irá determinar a corrente máxima suportada pelo equipamento, ou seja, o seu calibre.
Conhecendo-se as especificações do galvanômetro e a corrente máxima que se deseja medir, basta calcular o valor do resistor em paralelo (SHUNT)	
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 
		 Construção de um amperímetro analógico 	
RESISTOR SHUNT: 
É um tipo de resistor com baixo valor de resistência (da ordem de mΩ), e capaz de suportar altas correntes.
É bastante robusto e indicado para medição indireta de correntes elevadas, principalmente em situações nas quais o instrumento de medição fica permanentemente monitorando o circuito.
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
RESISTOR SHUNT: 
Tipos de resistores comerciais 
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 	 Construção de um amperímetro analógico 	
RESISTOR SHUNT: 
			 Esquema de ligação
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 	 Construção de um amperímetro analógico 	
RESISTOR SHUNT: 
			 Esquema de ligação
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 	 Construção de um amperímetro analógico 	
CÁLCULO DO RESISTOR SHUNT: 
IFE = corrente de fundo de escala;
Im = corrente medida;
Ri = resistência interna do galv.;
Rcalc = resistor shunt;	
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
CÁLCULO DO RESISTOR SHUNT: 
	
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
	
	Assim como os voltímetros, os amperímetros podem ser multi-escala, permitindo medições com vários calibres
	Esses calibres diversos são obtidos a partir de associações de resistores que formam divisores de corrente, e que são selecionados com o auxílio de uma chave seletora externa
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
	
Exemplo de amperímetro 
com várias escalas de corrente
	IFE = corrente de fundo de escala;
	Im = corrente medida;
	Ri = resistência interna do galv.;
	R1 a R4 = resistores shunt (derivação);
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Construção de um amperímetro analógico 	
	
Exemplo: determine as resistências do amperímetro analógico da figura anterior, sabendo que a corrente de fundo de escala é IFE = 1 mA, e sua resistência interna é Ri = 10 Ω. As escalas de corrente desejadas são 2 A, 5 A, 10 A, 20 A. 
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Amperímetro Digital / Digital Alicate	
	
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Amperímetro Digital / Digital Alicate	
	
	A construção de um amperímetro digital, a exemplo do voltímetro, depende apenas de um conversor analógico digital e de um display de visualização
	A principal diferença é que o sinal de corrente deve ser transformado em tensão por um circuito intermediário, como um simples resistor shunt, ou utilização de sensores específicos.
	Os amperímetros digitais tipo alicate se caracterizam por realizar medida sem contato; a corrente que circula pelo condutor preso através do gancho do amperímetro, induz uma corrente sobre o mesmo, que é proporcional à corrente medida, e então processada e indicada devidamente pelo display do instrumento.
MEDIÇÃO DE CORRENTE 
	 Amperímetro Digital / Digital Alicate	
	
	Em casos que a correte a ser medida seja muito pequena em relação ao calibre do instrumento, pode-se enrolar “n” espiras no gancho do amperímetro, e então, o valor lido deve ser dividido por “n” para uma medição correta.
	Podem ser utilizados para medir corrente AC ou CC. A diferença é que, os que medem CC utilizam um sensor de corrente diferente, que são tipicamente sensores de efeito Hall.
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
	 Ohmímetro 	
	
	Trata-se de um instrumento analógico ou digital cuja função é medir a resistência de um determinado elemento.
	Possui em seu interior uma fonte de energia (em geral uma bateria) responsável por manter circulação de corrente através da resistência a ser medida
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ohmímetro
	
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ohmímetro
	
	É interessante ressaltar que na prática os ohmimetros possuem uma resistência RS em paralelo com o galvanômetro G, para que se possa alterar os calibres de medição de resistência de acordo com o fator multiplicativo selecionado.
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ohmímetro
	
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ponte de Wheatstone
	
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ponte de Wheatstone
	
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Ponte de Wheatstone
	
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Montagem a montante
Montagem a jusante
 
	A montagem a montante é indicada para valores elevados de resistência. (Valores da ordem de alguns milhares de ohms)
	A montagem a jusante é indicada para medição de baixos valores de resistência. (entre alguns milésimos de ohm, a dezenas de ohms)
 
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
	Aterrar um equipamento elétrico, significa liga-lo eletricamente à terra por meio de dispositivos adequados.
	Os dispositivos de aterramento são, basicamente: haste (geralmente de 2,20 m), condutor que faz a ligação entre o equipamento e a haste, conector tipo olhal ou cabo-haste, e a própria terra na circunvizinhança do eletrodo.
	As medidas de aterramento são tomadas de acordo à NBR 15749
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
Compartilhamento indevido de aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Aterramento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Isolamento
	Para medição de resistência de isolamento, utiliza-se um instrumento denominado
 Megômetro, ou “Megger”
	Esse tipo de instrumento gera alta tensão, na faixa de 5 KV a 15 KV, com o objetivo 
 de vencer a rigidez dielétrica do meio, e medir sua resistência elétrica
	É muito utilizado para medição de isolaçãode motores e transformadores
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Isolamento
	Para medição de resistência de isolamento de motores e transformadores, proceda
da seguinte forma:
	 Meça a resistência entre os enrolamentos, conectando-se os terminais T e L do 
Instrumento aos terminais das bobinas ( o T em uma bobina, e o L em outra), e o terminal
 G à carcaça do motor
	Meça a resistência entre as bobinas e a carcaça do motor, conectando o terminal L
ao terminal de uma bobina, e o T à carcaça do motor, e o terminal G à outra bobina.
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Isolamento
MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
Medição de Resistência de Isolamento
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP) 
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP) 
	O transformador de potencial (TP) é um equipamento destinado a transformar as tensões primárias, geralmente altas, para valores secundários, apropriados para uso dos medidores de energia elétrica, ou em outros instrumentos de medida.
	A Relação Nominal do Transformador de Potencial (RTP) é igual ao valor que se obtém quando se divide a tensão primária (U1) pela tensão secundária (U2), ou igual ao valor da relação entre o número de espiras do enrolamento primário (N1) e o número de espiras do enrolamento secundário (N2) do TP:
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP) 
	Exemplo: um Transformador de Potencial para sistema primário de 13,8 kV e tensão secundária de 115 V, tem uma RTP de:
	O valor da tensão do secundário dos TPs é padronizado em 115 V, pela NBR 6855. Já a tensão primária pode assumir diversos valores.
	Quando se utiliza transformador ligado entre fase e neutro (medição com 3 TPs e 3 TCs), divide-se a tensão primária por √3 para obtenção da relação de transformação (RTP). Outro detalhe, é que a relação de transformação é arredondada na fabricação do equipamento, conforme a norma NBR  6855 da ABNT. 
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP) 
	Exemplo: um Transformador de Potencial para sistema primário de 13,8 kV, e outro para 23 KV, se ligados entre fase e neutro, terão como relação de transformação:
	 Os TPs podem ser classificados em duas classes:
	 TPs para medição, cuja faixa de operação vai de 0 a 1,1 vezes a tensão nominal.
	TPs para proteção, cuja faixa de operação vai de 0,05 a 1,9 vezes a tensão nominal
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP) 
	 TPs para medição, apresentam menor erro, e são especificados para classe de exatidão de 0,3, 0,6 ou 1,2.
	TPs para proteção, por outro lado, podes ter classes de exatidão de 2,5, 5 ou 10.
TRANSFORMADORES DE CORRENTE (TC) 
TRANSFORMADORES DE CORRENTE (TC) 
	O transformador de Corrente - TC é um equipamento destinado a transformar os valores de corrente primárias em valores secundários, apropriados para uso dos medidores de energia elétrica, ou em outros instrumentos de medida, da mesma forma que os TPs.
	A Relação Nominal do Transformador de Corrente (RTC) é igual ao valor que se obtém quando se divide a corrente primária nominal (I1) pela corrente secundária nominal (I2):
TRANSFORMADORES DE CORRENTE (TC) 
	A corrente secundária dos transformadores de corrente é padronizada em 5 A, pela NBR 6856 da ABNT.
	Do mesmo modo que os TPs, os TCs também são classificados em dois grupos:
	TCs para medição, cuja faixa de operação vai de 0 a 2,0 vezes a corrente nominal;
	TCs para proteção, cuja faixa de operação vai de 0 a 50,0 vezes a corrente nominal;
TRANSFORMADORES DE CORRENTE (TC) 
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
	A potência absorvida por uma carga é medida através de um instrumento chamado Wattímetro;
	Esse instrumento constitui-se basicamente de duas bobinas: uma de corrente, e outra de tensão. A de corrente caracterizada por uma baixíssima impedância, e a de tensão por uma elevada impedância, de modo que o instrumento não interfira nas medidas.
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
	A bobina de corrente é conectada em série com a carga, e responde à corrente de carga;
	A bobina de tensão é conectada em paralelo, e responde à tensão de alimentação da carga;
	Quando as duas bobinas são energizadas, o ponteiro se move proporcionalmente ao produto da corrente e da tensão de carga. Em outras palavras, o ponteiro indica a potencia consumida pela carga ( P=V∙I).
 
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
	Exemplo: considerando o circuito abaixo, avalie o valor correto que o Wattímetro deve indicar.
 
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
Medição de potência trifásica total 
	Via de regra, os sistemas de potência são do tipo trifásico. Ou seja, ao invés de serem alimentados por uma única fase, são alimentados através de três.
	A potência consumida pelo sistema é dividida igualmente entre as três fases (sistema equilibrado), de modo que a potência total é a soma das potências de cada fase.
	Uma maneira de se medir a potência total de um sistema trifásico, é utilizar um Wattímetro em cada fase, e então somar a leitura de cada um deles. Esse método é chamado de Método dos Três Wattímetros.
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA AC 
Medição de potência trifásica total 
	Um método mais simples, e que funciona tanto em sistemas equilibrados, quanto em sistemas não equilibrados, é o Método dos Dois Wattímetros.
MEDIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
Medição de potência trifásica total 
	Um método mais simples, e que funciona tanto em sistemas equilibrados, quanto em sistemas não equilibrados, é o Método dos Dois Wattímetros.