Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Curso de Graduação em Engenharia Industrial Mecânica

Disciplina de Eletrotécnica Geral

Relatório 1 – Instrumentos de Medidas Elétricas

Magno Morelli de Medeiros

Salvador/Ba

Janeiro de 2016

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Curso de Graduação em Engenharia Industrial Mecânica

Disciplina de Eletrotécnica Geral

Relatório 1 – Instrumentos de Medidas Elétricas

Magno Morelli de Medeiros

Salvador/Ba

Janeiro de 2016

Este relatório é parte integrante

das avaliações da disciplina de

Eletrotécnica Geral do Curso de

Engenharia Industrial Mecânica

do IFBA ministrado pelo Prof.

Aldo Borges.

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SUMÁRIO

1 – Voltímetro ................................................................................................................... 4

2 – Amperímetro ............................................................................................................... 4

2.1 – Amperímetro de Painel ........................................................................................ 5

2.2 –Amperímetro-Alicate ............................................................................................ 5

3 – Wattímetro .................................................................................................................. 5

4 – Frequencímetro ........................................................................................................... 5

Referências ....................................................................................................................... 6

Anexo – Imagens dos Instrumentos ................................................................................. 7

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1 – VOLTÍMETRO

Instrumento de medida da diferença de potencial elétrico - tensão elétrica – cuja

unidade de medida é o Volt (V).

O voltímetro possui duas extremidades de medição que, ligadas em paralelo a um

circuito elétrico, medem a tensão gerada por uma fonte, entre terminais do circuito ou

entre um ponto do circuito e uma referência. Idealmente, a tensão interna do voltímetro

deveria ser infinita pois, assim, não haveria interferência do instrumento no circuito

observado. De fato, o que se tem é uma resistência interna muito alta – muito maior que

a do elemento ao qual é conectado em paralelo – para minimizar o efeito de drenagem da

corrente e consequente interferência nas características do circuito.

Nos voltímetros analógicos, a leitura da medida é feita pela observação da posição

de um ponteiro que oscila sobre uma escala graduada. Os voltímetros digitais funcionam

pela comparação periódica entre o sinal de entrada e uma diferença de potencial

constante, gerada por um dispositivo interno do instrumento. As diferenças encontradas

são convertidas em um sinal digital exibido numa tela.

A eficácia da medição com o voltímetro requer a correta seleção da escala de

leitura no que se refere a faixa de medição – limites superior e inferior das medidas – e a

precisão, observada pela menor divisão da escala. A importância desses parâmetros

justifica-se pela capacidade do instrumento realizar uma medição em uma tal ordem de

grandeza esperada para o circuito analisado e pelo erro admissível, respectivamente.

Dos diversos tipos de voltímetros, os mais utilizados são de bobina móvel, de ferro

móvel e os osciladores de raios catódicos – estes últimos também utilizados como

voltímetros. Os voltímetros de bobina móvel são constituídos por um galvanómetro – que

atua como sensor – associado em série a um resistor de elevada resistência, sendo

necessária a inclusão de um retificador no circuito para a medição da diferença de

potencial com corrente alternada. Os voltímetros de ferro móvel podem ser utilizados em

circuitos de corrente contínua ou alternada, sem a necessidade do retificador.

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no voltímetro das Figuras 1 e 2 (vide

anexo): Aplicação: somente corrente contínua; Tipo de instrumento: bobina móvel geral;

Posição de uso: horizontal; Tensão de prova: 3 kV; Classe de exatidão: 0,5 (instrumento

de alta precisão)

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no voltímetro das Figuras 3 e 4 (vide

anexo): Aplicação: somente corrente alternada; Tipo de instrumento: ferro móvel geral;

Posição de uso: vertical; Tensão de prova: 2 kV; Classe de exatidão: 1,5

2 – AMPERÍMETRO

Instrumento de medida de corrente elétrica, cuja unidade é o Ampère (A).

Ao contrário do voltímetro, para medição, o amperímetro deve ser ligado em série

ao circuito elétrico de modo, pois, que a corrente percorra o instrumento. Para não causar

interferência no circuito sobre o qual faz a medição, um amperímetro não deve promover

queda de tensão entre os seus terminais. O amperímetro ideal, portanto, possui resistência

elétrica interna nula. De fato, o que se tem é uma resistência interna muito menor que a

resistência total do trecho em que o instrumento está conectado.

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2.1 – AMPERÍMETRO DE PAINEL

Amperímetro embutido em um painel de instrumentos elétricos, como aqueles

utilizados em bancadas didáticas.

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no amperímetro das Figuras 5 e 6

(vide anexo): Aplicação: somente corrente alternada; Tipo de instrumento: ferro móvel

geral; Posição de uso: vertical; Tensão de prova: 2 kV; Classe de exatidão: 1,5

2.2 –AMPERÍMETRO-ALICATE

A ligação em série de amperímetros convencionais aos circuitos elétricos requer

a interrupção destes. Na impossibilidade da interrupção do circuito são utilizados os

amperímetros-alicate, cuja medição da corrente é feita de modo indireto através do campo

magnético gerado no condutor.

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no amperímetro-alicate das Figuras

7 e 8 (vide anexo): Aplicação: somente corrente alternada; Tipo de instrumento: bobina

móvel geral; Retificador; Tensão de prova: 2 kV; Classe de exatidão: 2,5

3 – WATTÍMETRO

Instrumento de medida de potência elétrica, fornecida ou dissipada por um

elemento de circuito, cuja unidade de medida é o Watt (W).

O wattímetro realiza a medição individual da corrente e da tensão existente em

um elemento de um circuito e implementa o produto dessas grandezas para a

determinação de modo, pois, indireto, da potência. Por esta razão tal instrumento é ligado

ao circuito simultaneamente em série e em paralelo – dois dos terminais são ligados em

paralelo com o elemento, efetuando a medição da tensão, e os dois restantes são

interpostos no caminho da corrente.

O wattímetro ideal mede a tensão sem desvio de qualquer fluxo de corrente, e

mede a corrente sem introduzir qualquer queda de tensão aos seus terminais.

Nos wattímetros analógicos há duas bobinas, a bobina de potencial, para a

medição de tensão e a bobina de corrente, para medir a corrente elétrica. A construção do

instrumento é tal que o ponteiro indica o produto dessas duas grandezas multiplicado pelo

fator de potência (cosseno da defasagem entre elas). Nos wattímetros digitais, a potência

é mensurada a partir da tensão e corrente eficazes calculadas por amostragem por um

circuito eletrônico.

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no wattímetro das Figuras 9 e 10

(vide anexo): Aplicação: somente corrente alternada; Tipo de instrumento:eletrodinâmico

com núcleo de ferro; Posição de uso: vertical; Tensão de prova: 2 kV; Classe de exatidão:

1,5

4 – FREQUENCÍMETRO

Instrumento de medida de frequência da corrente elétrica, cuja unidade é o Hertz

(Hz).

Para medições de baixa frequência, geralmente, utiliza-se o frequencímetro de

lâminas. O funcionamento deste tipo de instrumento é baseado nos efeitos de ressonância.

Um eletroímã, alimentado com a frequência nominal do circuito observado, origina

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impulsos magnéticos que levam a vibrar certo número de lâminas metálicas, com

diferentes frequências próprias de ressonância. A lâmina que apresentar vibração em

maior intensidade é aquela cuja frequência própria é igual à do circuito. Lâminas

adjacentes também vibrarão, porém com menor intensidade.

Simbologia - Significados dos símbolos encontrados no frequencímetro das Figuras 11 e

12 (vide anexo): Aplicação: somente corrente alternada; Tipo de instrumento: de lâminas

vibráteis; Bindagem magnética: 0,5 ; Tensão de prova: 2 kV

REFERÊNCIAS

BORGES, Aldo. Medidas elétricas e magnéticas. Curso de Eletrotécnica Geral. Janeiro

de 2016. Notas de aula.

Universidade de São Paulo. Instituto de Física de São Carlos. Instrumentos de Medidas

Elétricas I – Voltímetros, Amperímetros e Ohmímetros. Disponível em:

http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material20102%20FFI0106%20LabFisicaI

II/08-InstrumentosdeMedidasEletricas-I.pdf Acessado em Jan. de 2016

UFRGS. Instrumentos de Medida. Disponível em:

http://www.ufrgs.br/eng04030/Aulas/teoria/cap_01/instrume.htm Acessado em Jan. de

2016

LEÃO, Fábio Bertequini; KUROKAWA, Sérgio. Introdução a Medidas Elétricas.

UNESP. Cap. 1 Disponível em:

http://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariaeletrica/capitulo-1_medidas-

eletricas_fabiobleao.pdf Acessado em Jan. de 2016

SENAI Espírito Santo; Companhia Siderúrgica de Tubarão. Metrologia Elétrica Básica.

Disponível em: http://www.abraman.org.br/arquivos/28/28.pdf Acessado em Jan. de

2016

CIMM. Definição – O que é Voltímetro Disponível em:

http://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/614-voltimetro Acessado em Jan. de

2016

CIMM. Definição – O que é Amperímetro Disponível em:

http://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/495-amperimetro Acessado em Jan. de

2016

INFOPÉDIA, Dicionários Porto Editora. Artigos de Apoio – Voltímetro. Disponível em:

http://www.infopedia.pt/$voltimetro Acessado em Jan. de 2016

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ANEXO – IMAGENS DOS INSTRUMENTOS

Figura 1 - Voltímetro Horizontal (visão geral)

Figura 2 - Escala Voltímetro Horizontal

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Figura 3 - Voltímetro de Painel (visão geral)

Figura 4 - Voltímetro de Painel (indicações)

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Figura 5 - Amperímetro de Painel (visão geral)

Figura 6 - Amperímetro de Painel (indicações)

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Figura 7 - Amperímetro-alicate

Figura 8 - Escala Amperímetro-alicate

11

Figura 9 - Wattímetro de Painel (visão geral)

Figura 10 - Wattímetro de Painel (indicações)

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Figura 11 - Frequencímetro de Painel (visão geral)

Figura 12 - Frequencímetro de Painel (indicações)