Eletricista Instalador Predial de Baixa Tensão Medidas Elétricas José Hernando Bezerra Barreto FIC

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1 Ministério da Educação - MEC Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC) Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará Eletricista Instalador Predial de Baixa Tensão Medidas Elétricas José Hernando Bezerra Barreto FIC

2 CRÉDITOS Presidente Dilma Vana Rousseff Ministro da Educação José Henrique Paim Fernandes Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica Marco Antonio de Oliveira Reitor do IFCE Virgílio Augusto Sales Araripe Pró-Reitora de Extensão Zandra Maria Ribeiro Mendes Dumaresq Pró-Reitor de Ensino Reuber Saraiva de Santiago Pró-Reitor de Administração Tássio Lofti Coordenador Geral Jose Wally Mendonça Menezes Elaboração do conteúdo José Hernando Bezerra Barreto Coordenador Adjunto Campus André Luiz da Cunha Lopes Supervisor(es) Curso(s) José Tavares de Luna Neto Orientador(es) Curso(s) José Willame Felipe Alves Equipe 1 APOIO ADMINISTRATIVO ACADÊMICO APOIO ADMINISTRATIVO FINANCEIRO Francisco Gomes de Loiola Neto

3 O QUE É O PRONATEC? Criado no dia 26 de Outubro de 2011 com a sanção da Lei nº /2011 pela Presidenta Dilma Rousseff, o Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego (Pronatec) tem como objetivo principal expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educação Profissional e Tecnológica (EPT) para a população brasileira. Para tanto, prevê uma série de subprogramas, projetos e ações de assistência técnica e financeira que juntos oferecerão oito milhões de vagas a brasileiros de diferentes perfis nos próximos quatro anos. Os destaques do Pronatec são: Criação da Bolsa-Formação; Criação do FIES Técnico; Consolidação da Rede e-tec Brasil; Fomento às redes estaduais de EPT por intermédio do Brasil Profissionalizado; Expansão da Rede Federal de Educação Profissional Tecnológica (EPT). A principal novidade do Pronatec é a criação da Bolsa-Formação, que permitirá a oferta de vagas em cursos técnicos e de Formação Inicial e Continuada (FIC), também conhecidos como cursos de qualificação. Oferecidos gratuitamente a trabalhadores, estudantes e pessoas em vulnerabilidade social, esses cursos presenciais serão realizados pela Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica, por escolas estaduais de EPT e por unidades de serviços nacionais de aprendizagem como o SENAC e o SENAI. Objetivos Expandir, interiorizar e democratizar a oferta de cursos de Educação Profissional Técnica de nível médio e de cursos e programas de formação inicial e continuada de trabalhadores; Fomentar e apoiar a expansão da rede física de atendimento da Educação Profissional e Tecnológica; Contribuir para a melhoria da qualidade do Ensino Médio Público, por meio da Educação Profissional; Ampliar as oportunidades educacionais dos trabalhadores por meio do incremento da formação profissional. Ações Ampliação de vagas e expansão da Rede Federal de Educação Profissional e Tecnológica; Fomento à ampliação de vagas e à expansão das redes estaduais de Educação Profissional; Incentivo à ampliação de vagas e à expansão da rede física de atendimento dos Serviços Nacionais de Aprendizagem; Oferta de Bolsa-Formação, nas modalidades: Bolsa-Formação Estudante; Bolsa-Formação Trabalhador. Atendimento a beneficiários do Seguro-Desemprego; 1

4 [SUMÁRIO] 2

5 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA A disciplina tem por objetivo apresentar a Definição de medida de Sistema internacional SI; Grandezas Elétricas; Noções de padrão, aferição e calibração; Erros de medições; Conceitos fundamentais sobre instrumentos de medidas; Natureza do Instrumento; Instrumento de ferromóvel; Instrumento de bobina móvel; Calibração, sensibilidade, resolução, mobilidade, eficiência, precisão e exatidão; Princípio de funcionamento dos instrumentos; Técnicas de leitura de instrumentos; Simbologia para instrumentos de medidas; Aparelhos de medidas elétricas; Multímetro; Voltímetro; Amperímetro; Ohmímetro ; Amperímetro alicate; Wattímetro; Osciloscópio; Frequêncimetro; Megômetro; 3

6 MEDIDAS ELÉTRICAS 1. INTRODUÇÃO A medição é um conjunto de operações que tem por objetivo determinar o valor de uma grandeza. O processo de medição envolve uma série de requisitos que devem ser do conhecimento do operador, tais como os termos empregados em metrologia, necessários para interpretação de especificações e resultados. Os instrumentos de medida servem como uma extensão das faculdades humanas, e podem ser tão simples como um gabarito, uma escala, ou um galvanômetro. Com a evolução da tecnologia e das técnicas de medição, os instrumentos passaram a ser mais elaborados e de melhor exatidão, de múltiplos recursos e usos, exigindo de seu operador o conhecimento do princípio de funcionamento e dos recursos incorporados, para utilizá-los de maneira eficiente. Alguns destes termos serão definidos em seguida: a. instrumento dispositivo para determinação do valor de uma grandeza ou variável, podendo ser utilizado sozinho ou em conjunto com dispositivos complementares; b. exatidão de um instrumento capacidade de um instrumento de medição para dar leituras próximas ao valor verdadeiro da variável medida; c. sensibilidade relação entre o sinal de saída ou resposta do instrumento e a mudança na entrada ou valor medido; d. resolução menor mudança no valor medido na qual o instrumento responde; e. erro diferença entre a indicação de um instrumento e o valor verdadeiro da grandeza de entrada. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS Os instrumentos de medidas elétricas podem ser classificados de várias formas, de acordo com o aspecto de interesse. a) Quanto à grandeza a ser medida: amperímetro: para a medida de corrente; voltímetro: adequado para a medida de tensão; wattímetro: capaz de medir potência ativa; varímetro: para a medida de potência reativa; fasímetro (ou cosifímetro): apropriado para a medida de defasagem (cosφ); ohmímetro: para a leitura de resistência; capacímetro: capaz de medir capacitância; frequencímetro: que mede freqüência, etc. Muitos desses instrumentos são especificados para operação em corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA). b) Quanto à forma de apresentação dos resultados: analógicos, nos quais a leitura é feita de maneira indireta, usualmente através do posicionamento de um ponteiro sobre uma escala, como o mostrado na Figura 1a; 4

7 digitais, que fornecem a leitura diretamente em forma alfa-numérica num display, exemplificado na Figura 1b. Figura 1- Exemplos de multímetros: (a) analógico (Minipa Mod. ET-3021); (b) digital (Fluke Mod. MT330). Os instrumentos digitais ganham a cada dia destaque entre os dispositivos de medidas elétricas. Dois fatores são apontados para este fenômeno: comodidade do operador é muito mais fácil ler o resultado diretamente no display do que deduzi-lo a partir da posição de um ponteiro sobre uma escala; queda dos preços nos últimos anos o custo dos instrumentos digitais reduziu-se vertiginosamente, embora a qualidade de alguns modelos deixe a desejar. c) Quanto à capacidade de armazenamento das leituras: indicadores - apresentam o valor da medida no instante em que está sendo feita, perdendo-se esse valor no instante seguinte; registradores - apresentam o valor da medida no instante em que está sendo feita e registra-o de modo que não o perdemos; integradores - apresentam o valor acumulado das medidas efetuadas num determinado intervalo de tempo. A Figura 2 mostra exemplos desses instrumentos. Figura 2 - Exemplos de instrumentos classificados quanto à sua capacidade de armazenamento de leituras: (a) indicador; (b) registrador; (c) integrador. d) Quanto ao princípio físico utilizado para a medida: 5

8 bobina móvel ferro móvel ferrodinâmico bobinas cruzadas indutivo ressonante eletrostático Esses tipos de medidores são tipicamente analógicos; os aparelhos digitais utilizam majoritariamente circuitos eletrônicos comparadores. e) Quanto à finalidade de utilização: para laboratórios: aparelhos que primam pela exatidão e precisão; industriais: embora não sejam necessariamente tão exatos quanto os de laboratório, têm a qualidade da robustez, mostrando-se apropriados para o trabalho diário sob as mais diversas condições. f) Quanto à portabilidade de painel, fixos; de bancada, portáteis. g) Quanto ao princípio de funcionamento; Instrumentos eletromagnéticos; Instrumentos eletrodinâmicos; Instrumentos eletroquímicos; Instrumentos dinâmicos. h) Quanto à corrente Instrumentos de corrente contínua - CC; Instrumentos de corrente alternada - CA. 3. INSTRUMENTOS ANALÓGICOS O instrumento analógico básico tem como fundamentação básica a medida de corrente (amperímetro); adaptações feitas neste medidor permitem que seja usado para a medida de outras grandezas, como tensão e resistência. 3.1.Características Construtivas Os instrumentos analógicos baseiam sua operação em algum tipo de fenômeno eletromagnético ou eletrostático, como a ação de um campo magnético sobre uma espira percorrida por corrente elétrica ou a repulsão entre duas superfícies carregadas com cargas elétricas de mesmo sinal. São, portanto, sensíveis a campos elétricos ou magnéticos externos, de modo que muitas vezes é necessário blindá-los contra tais campos. O mecanismo de suspensão é a parte mais delicada de um instrumento analógico. É ele quem promove a fixação da parte móvel (como um ponteiro, por exemplo) e deve proporcionar um movimento com baixo atrito. Os tipos de suspensão mais utilizados são: por fio, usado em instrumentos de precisão, devido ao excepcional resultado que proporciona; por pivô (conhecido também como mecanismo d Arsonval), composto de um eixo de aço (horizontal ou vertical) cujas extremidades afiladas se apóiam em mancais de rubi ou safira sintética; 1

9 suspensão magnética, devida à força de atração (ou repulsão) de dois pequenos ímãs, um dos quais preso à parte móvel e o outro fixado ao corpo do aparelho. A escala é um elemento importante nos instrumentos analógicos, já que é sobre ela que são feitas as leituras. Entre suas muitas características podem-se ressaltar as seguintes: Fundo de escala ou calibre: o máximo valor que determinado instrumento é capaz de medir sem correr o risco de danos. Linearidade: 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), como aquelas mostradas na Figura 3; caso contrário, a escala é chamada não-linear (heterogênea), como a que aparece acima do espelho da Figura 4. Posição do zero: a posição de repouso do ponteiro, quando o instrumento não está efetuando medidas (zero) pode variar muito: zero à esquerda, zero à direita, zero central, zero deslocado ou zero suprimido (aquela que inicia com valor maior que zero). Na Figura 3 são mostrados alguns tipos de escalas que se diferenciam quanto à posição do zero. Costuma-se explicitar a posição do zero através da designação da escala. Por exemplo: ma: miliamperímetro, escala com zero à esquerda; V: voltímetro, escala com zero central; V: voltímetro, escala com zero deslocado; A: amperímetro, escala com zero suprimido. Figura 3 - Classificação de escalas de acordo com a posição do zero: (a) zero à direita; (b) zero central; (c) zero suprimido; (d) zero deslocado. (Simpson Electric Co.). Correção do efeito de paralaxe: muitos instrumentos possuem um espelho logo abaixo da escala graduada; neste caso, a medida deverá ser feita quando a posição do observador é tal que o ponteiro e sua imagem no espelho coincidam. 2

10 Figura 4 Espelho para correção do erro de paralaxe. 1.1.Principais Características Operacionais Sensibilidade Todos os instrumentos analógicos possuem uma resistência interna, devida à existência dos enrolamentos, conexões e outras partes; portanto, quando inseridos em um circuito, esses aparelhos causam uma mudança na configuração original. A sensibilidade (S) é uma grandeza que se relaciona à resistência interna dos instrumentos; no caso de medidores analógicos, ela é calculada tomando-se como base a corrente necessária para produzir a máxima deflexão no ponteiro (I max ). Então Considerando a Lei de Ohm, onde 1 A = 1 V/W, deduz-se que a sensibilidade é dada em ohms por volts (W/V). Quanto maior for a sensibilidade de um instrumento, melhor este será. De uma maneira geral, os instrumentos de bobina móvel são aqueles que apresentam melhor sensibilidade entre os medidores analógicos, podendo atingir valores da ordem de 100 kw/v. 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, de acordo com a Tabela 1. Tabela 1 - Valor fiducial de instrumentos de medida Resolução Determina a capacidade que tem um instrumento de diferenciar grandezas com valores próximos entre si. No caso de instrumentos analógicos, a diferença entre esses valores é dada por duas divisões adjacentes em sua escala Simbologia 3

11 Os painéis dos instrumentos de medidas analógicos normalmente apresentam gravados em sua superfície uma série de símbolos que permitem ao operador o conhecimento das características do aparelho. Tipo de instrumento Os símbolos para alguns dos principais tipos de medidores são mostrados na Tabela 2. Tabela 2 - Simbologia de instrumentos de medidas elétricas Tensão de prova É simbolizada por uma estrela encerrando um algarismo, que indica a tensão (em kv) que deve ser aplicada entre a carcaça e o instrumento de medida para testar a isolação do aparelho (Figura 5). Na ausência de algarismo, a tensão de prova é igual a 500 V. Figura 5 - Símbolo da tensão de prova. Posição Instrumentos de painel usualmente são projetados para funcionamento na posição vertical, sendo as demais posições obtidas através de consulta às empresas fabricantes. A Figura 6 mostra as possíveis posições de um instrumento de painel, bem como a simbologia usada para a representação. 4

12 Figura 6 - Posição dos instrumentos de medida: (a) representação das diversas posições possíveis; (b) simbologia usada. Classe de exatidão A classe de um instrumento fornece o erro admissível entre o valor indicado pelo instrumento e o fiducial, levando-se em consideração o valor do fundo de escala. É indicada no painel do instrumento por um número expresso em algarismos arábicos. Por exemplo, se amperímetro de classe 0,5 tem amplitude de escala de 0 a 200 ma, isto significa que o erro máximo admissível em qualquer ponto da escala é Portanto, se o aparelho indicar 50mA, a variação admissível será 50 ± 1 ma; se estiver indicando 150 ma, a variação será igualmente 150 ± 1 ma. As classes de precisão de instrumentos de medidas elétricas são dadas na Tabela 3. Tabela 3 - Classe de exatidão de instrumentos de medidas elétricas. 2. INSTRUMENTOS DIGITAIS Se nos instrumentos analógicos o modelo básico é o amperímetro, a ação básica dos diversos tipos de aparelhos digitais é a medida de tensão (voltímetro). A alteração da configuração inicial permite que sejam medidas outras grandezas, como corrente, resistência, freqüência, temperatura e capacitância Características Construtivas 5

13 A característica básica dos instrumentos digitais é a conversão dos sinais analógicos de entrada em dados digitais. Esta conversão análogo-digital (ou A-D) é realizada por circuitos eletrônicos cuja operação foge ao escopo deste curso. A parte mais evidente em um instrumento digital é seu display (visor), que podem ser de dois tipos: a) Display de LEDs, dispositivos semicondutores capazes de emitir luz quando percorridos por corrente elétrica. Esses displays têm fundo escuro, para proporcionar maior destaque ao brilho dos LEDs. b) Display de cristal líquido (LCD), constituídos por duas lâminas transparentes de material polarizador de luz, com eixos polarizadores alinhados perpendicularmente entre si; entre as lâminas existe uma solução de cristal líquido, cujas moléculas podem se alinhar sob a ação da corrente elétrica, impedindo a passagem da luz. A Figura 7 mostra alguns modelos desses displays anteriormente mencionados. Figura 7 - Exemplos de displays de LEDs e de cristal líquido (LCD) A Tabela 4 apresenta as principais vantagens e desvantagens de cada um desses tipos de display. O conhecimento dessas características pode auxiliar na tomada de decisão sobre qual tipo de visor será escolhido. Tabela 4 Comparação entre displays de LEDs e de cristal líquido. 6

14 1.1.Principais Características Operacionais Resolução Como no caso dos instrumentos analógicos, esta característica está relacionada à capacidade de diferenciar grandezas com valores próximos entre si. Em um instrumento digitais, a resolução é dada pelo número de dígitos ou contagens de seu display. Um instrumento com 3½ dígitos tem 3 dígitos completos (isto é, capazes de mostrar os algarismos de 0 até 9) e 1 meio dígito, que só pode apresentar 2 valores: 0 (nesse caso o algarismo está apagado ) ou 1; portanto, este instrumento pode contar até Um outro instrumento de 4½ dígitos tem maior resolução, pois pode apresentar contagens. A resolução é melhor representada pela contagem. Instrumentos com contagem de 3200, 4000 ou 6000 são comuns atualmente. Exatidão De forma semelhante aos instrumentos analógicos, a exatidão dos medidores digitais informa o maior erro possível em determinada condição de medição. É expresso através de percentual da leitura do instrumento8. Por exemplo, se um instrumento digital com 1% de exatidão está apresentando uma medida de 100 unidades em seu display, o valor verdadeiro estará na faixa de 99 a 101 unidades. A especificação da exatidão de alguns instrumentos inclui o número de contagens que o dígito mais à direita pode variar. Assim, (1% + 2) e seu display mede 220 V, o valor real pode estar entre 217,78 e 222,22 V. Categoria Esta característica diz respeito à segurança, tanto do instrumento em si como de seu operador. Não basta que a proteção se dê pela escolha de instrumento com escalas com ordem de grandeza suficiente para medir o que se quer: é necessário levar-se em consideração, ainda, a possibilidade da existência de 7

15 transientes de tensão, que podem atingir picos de milhares de volts em determinadas situações (queda de raios, por exemplo). Os instrumentos digitais são hierarquizados em categorias numeradas de I a IV, cada uma delas abrangendo situações às quais o medidor se aplica, como mostra a Figura 8. Figura 8 Categorias dos instrumentos digitais de medidas elétricas. True RMS A maioria dos medidores de tensão e corrente fornece indicações bastante exatas quando operam grandezas constantes (CC) ou formas sinusoidais 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. 8

16 4. INSTRUMENTO DE FERRO MÓVEL Na parte interna de uma bobina, uma chapa de ferro doce fixa é montada em oposição a uma chapa móvel. Se na bobina circula corrente, então ambas as chapas são magnetizadas identicamente em relação aos pólos resultantes, e desta forma, se repelem. Quando se dá a inversão do sentido de circulação da corrente, na bobina, as chapas são novamente magnetizadas identicamente, e continuam se repelindo. Por isto, os instrumentos de ferro móvel são adequados para a medição, tanto de corrente quanto de tensão, em corrente contínua e em alternada. As forças magnéticas das chapas exercem um conjugado sobre o eixo do ponteiro. A grandeza deste conjugado não é proporcional à corrente na bobina, mas sim ao quadrado desta corrente que está sendo medida. Portanto, uma corrente três vezes maior ocasiona uma deflexão do ponteiro nove vezes superior. Por isto, a escala de leitura tem intervalos menores nos valores mais baixos do que nos mais elevados. Por meio de uma forma adequada das chapas no instrumento, é possível corrigir este detalhe, com exceção dos valores bem baixos. Em muitos instrumentos, uma leitura exata apenas é possível na faixa contida entre dois pontos bem destacados sobre a escala. A mola montada sobre o eixo do ponteiro desenvolve um conjugado oposto ao das chapas, levando assim o ponteiro novamente a zero, quando o instrumento é desligado. O ponteiro destes instrumentos não estabiliza imediatamente a sua posição de leitura sobre a escala, em virtude de vibrações do sistema de medição. Por isto, é necessário acrescentar ao sistema câmaras de amortecimento. Este amortecimento é conseqüente da ação entre uma lâmina que se desloca dentro de uma câmara, deslocamento este dificultado pela resistência do ar. Estes instrumentos são freqüentemente encontrados devido à sua construção robusta e mesmo assim simples, para aplicações industriais. Figura 9 Instrumento de ferro móvel 5. INSTRUMENTO DE BOBINA MÓVEL No campo de um imã permanente, é montada uma bobina móvel, giratória, alternada por corrente elétrica. a corrente é levada até a bobina por meio de molas espiras, que simultaneamente desenvolvem o conjugado de oposição ao deslocamento da bobina. A rotação da bobina e consequente deflexão do ponteiro, são proporcionais à corrente, o que faz com que os intervalos sobre a escala estejam igualmente distanciados. O ponto zero da escala pode tanto ficar no meio quanto na extremidade. Quando ocorre inversão do sentido de circulação da corrente, ocorre 9

17 também a inversão da rotação da bobina ou da deflexão do ponteiro. Disto resulta que este instrumento apenas pode ser usado para medição de tensão ou corrente contínua. O amortecimento do movimento do ponteiro é obtido por frenagem de correntes de histerese, oriundas do movimento de rotação de uma moldura de alumínio que envolve a bobina móvel, no campo magnético. Figura 10 Instrumento de bobina móvel 1. INSTRUMENTO ELETRODINÂMICO O sistema de medição eletrodinâmico consiste de uma bobina móvel e uma fixa. Perante a passagem de determinada corrente, as bobinas apresentarão a mesma polaridade e assim levarão o ponteiro à deflexão, por repulsão. A corrente que alimenta a bobina móvel é levada a esta por meio de 2 molas espirais, que, simultaneamente, desenvolvem uma força contrária ao deslocamento angular. Figura 11 Instrumento eletrodinâmico Numa inversão do sentido da corrente, ambas as bobinas invertem ao mesmo tempo a sua polaridade. Com isto, as condições de repulsão entre as bobinas não se alteram e a deflexão do ponteiro se dá sempre para o mesmo lado. Por esta razão, o instrumento pode ser utilizado tanto em corrente contínua quanto alternada. Usado como amperímetro ou como voltímetro, ambas as bobinas são ligadas em série ou, perante correntes muito elevadas, são ligadas em paralelo. A principal aplicação deste tipo de instrumento é encontrada nos medidores de potência (Wattímetros). Como a potência é obtida do produto da tensão pela corrente, a bobina fixa é dimensionada como bobina de corrente, e a móvel como de tensão. A potência, em watts, pode assim ser obtida diretamente por simples leitura. Na medição de potências em corrente alternada, a potência indicada é a potência útil, porque apenas aquela parte da corrente efetuará um trabalho, que estiver em fase com a tensão, e assim seu valor P = U x I x cosφ. 10

18 O amortecimento é obtido por uma câmara com ar, tal como no instrumento de ferro móvel. Às vezes são empregados instrumentos de medição blindados por uma chapa de ferro, para evitar influências magnéticas presentes no ambiente externo. Neste tipo, a bobina fixa é montada dentro de um anel de ferro fechado e laminado, evitando-se assim a formação de correntes parasitas. A precisão do instrumento é menor devido ao ferro. Figura 12 Instrumento eletrodinâmico blindado 2. INSTRUMENTO DE INDUÇÃO Este instrumento se compõe de um corpo de ferro quadripolar, que possui dois pares de bobinas cruzadas entre si. No circuito de corrente de um destes pares de bobinas, inclui-se uma indutância. Disto resulta um deslocamento de fase entre os pares de bobinas e desta forma, a existência de um campo girante. Um tambor de alumínio, montado de tal modo que apresente um movimento giratório, fica sob efeito indutivo deste campo girante. As correntes induzidas neste tambor desenvolvem um conjugado e, com isto, uma deflexão do ponteiro. A força contrária a esta deflexão é conseguida da ação das molas espirais. O amortecimento do instrumento é feito por um imã, em forma de ferradura, cujo campo atua sobre o tambor girante. Figura 13 Instrumento de indução O instrumento de indução, também chamado de instrumento de campo girante ou instrumento de Ferraris, apenas pode ser usado para corrente alternada. Devido à indutância, este instrumento sofre a influência da freqüência. 3. INSTRUMENTO DE BOBINAS CRUZADAS Entre os pólos de um imã permanente, duas bobinas interligadas entre si, porém cruzadas, estão dispostas de tal forma que possam girar. Cada uma das bobinas é ligada à determinada tensão. Por esta razão, cada uma das bobinas influi com certa força magnética sobre o imã permanente. 11

19 Figura 14 Instrumento de bobinas cruzadas Se a tensão é igual em ambas as bobinas seus efeitos magnéticos contrários se equilibram, o que significa que as bobinas se ajustam sobre um valor central (médio). Neste instrumento, portanto, a posição zero não é obtida por meio da força de molas, mas sim pela existência de correntes iguais em ambas as bobinas. Se cada uma das bobinas estiver ligada à tensão diferente, então apresentam-se também campos magnéticos de intensidade diferente, do que resulta que o campo mais forte irá determinar a deflexão do corpo da bobina. Disto se pode concluir que o instrumento de bobinas cruzadas apenas se destina a indicar diferenças de tensões. Seu emprego é encontrado sobretudo na edição de resistências, assim como na de temperaturas e pressões, à distância. para estas finalidades as tensões correspondentes são enviadas ao instrumento por meio de um divisor de tensão, que se altera em função da temperatura ou pressão. 4. SISTEMA DE MEDIÇÃO COM FIO TÉRMICO Neste instrumento, é utilizada a dilatação que um fio fino sofre devido ao calor originado pela passagem da corrente. Fixa-se um fio de tração a um fio esticado de platina-irídio, estando o fio de tração fixo a uma mola, passando por um rolo ou bobina. Quando da dilatação do fio térmico, a bobina é movimentada pela ação da mola, e o ponteiro é ativado, deslocando-se. A subdivisão da escala não é uniforme, uma vez que o calor dissipado varia com o quadrado da corrente. O instrumento é adequado para corrente contínua e alternada, sendo empregado sobretudo nas medições em alta freqüência. 12

20 Figura 15 Sistema de medição com fio térmico 5. INSTRUMENTO ELETROSTÁTICO O funcionamento deste instrumento baseia-se na atração recíproca de corpos eletricamente carregados, com polaridades contrárias. O instrumento se compõe de placas fixas e móveis, às quais é ligada a tensão a ser medida. Sobre o eixo do disco móvel, é montado um ponteiro. Uma mola atua no sentido contrário ao deslocamento deste. Instrumentos eletrostáticos se destinam especificamente à medição de tensões elevadas, pois apenas estas são capazes de desenvolver um conjugado suficientemente elevado. O instrumento pode ser usado tanto em corrente contínua, quanto em corrente alternada. Figura 16 Instrumento eletrostático 6. INSTRUMENTOS BÁSICOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS Neste trabalho, denominamos básicos os instrumentos destinados à medida das grandezas elétricas básicas: corrente, tensão, potência e energia. Outras grandezas elétricas como resistência e capacitância - podem ser determinadas a partir de alterações feitas nesses medidores básicos Amperímetro Utilizado para medir correntes, sempre é ligado em série com elemento cuja corrente quer-se medir; isto significa que o circuito deverá ser aberto no ponto de inserção do instrumento, como mostra a Figura 6.10a. O símbolo do amperímetro está mostrado no diagrama esquemático da Figura

21 Figura 17 Medida de corrente com amperímetro: (a) conexão do instrumento; (b) diagrama da ligação. A interrupção do circuito muitas vezes é impraticável; nesses casos pode-se usar um amperímetroalicate (Figura 18), capaz de medir a corrente pelo campo magnético que esta produz ao passar no condutor. Figura 18 Instrumento digital de alicate. A resistência interna de um amperímetro deve ser a menor possível, a fim de que o instrumento interfira minimamente no circuito sob inspeção. Um amperímetro ideal é aquele que tem resistência interna igual a zero, ou seja, equivale a um curto-circuito. Na prática, a menos que se busque grande exatidão em uma medida, pode-se considerar que os amperímetros são ideais. Por vezes faz-se necessário medir correntes de magnitudes superiores à de fundo de escala do amperímetro; para isso, liga-se em paralelo com o instrumento um resistor (chamado derivação ou shunt), que desviará a parcela de corrente que excede o fundo de escala, procedimento chamado multiplicação de escala (Figura 19a). A Figura 19b mostra dois tipos de resistores de derivação. Figura 19 Processo de multiplicação de escala de um amperímetro: (a) esquema de ligação; (b) exemplos de resistor de derivação (shunt). 14

22 Exemplo: A faixa de medição de amperímetro deve ser ampliada de 100μA para 1A. A resistência interna é de 2 ohms. Qual o valor do resistor derivação Rn? Voltímetro Instrumento destinado à medida de tensões, o voltímetro deve ser ligado em paralelo com o elemento cuja tensão quer-se determinar (Figura 20a e b). Figura 20 Medida de tensão com o voltímetro: (a) conexão do instrumento; (b) diagrama de ligação. Também no caso dos voltímetros é possível a ampliação de escalas, isto é, utilizar um voltímetro com fundo de escala inferior à tensão que se quer medir. Para tanto, conecta-se em série com o instrumento um resistor cujo valor seja apropriado para receber o excesso de tensão (Figura 21). Figura 21 Esquema de ligação para a ampliação de escala de um voltímetro. Se a tensão a ser medida é n vezes superior a faixa de medição existente, então o valor de tensão a ser consumido pelo resistor é de (n - 1) volts. Sendo Rs = Resistor série e Ri = Resistência interna do instrumento, então: Rs = Ri x (n - 1) Exemplo: A faixa de medição de um voltímetro de 12 volts deve ser ampliada para 60 volts. A resistência interna do instrumento é de 2000 ohms. Qual o valor de Rs? Wattímetro É o aparelho apropriado para a medida de potência ativa. Os wattímetros analógicos (Figura 22a) possuem duas bobinas, uma para a medida de tensão (também chamada bobina de potencial) e outra para medir a 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); em outras palavras, o aparelho mede a potência ativa. Na Figura 22b mostra-se o símbolo geral usado para wattímetros e sua conexão para a medição de potência em uma carga. 15

23 Figura 22 Wattímetro analógico: (a) vista geral, com indicação das bobinas detensão e de corrente; (b) símbolo e conexão a uma carga. Nos wattímetros digitais, um circuito eletrônico calcula, por amostragem, tensão e corrente eficazes e, através delas, as potências ativa e aparente, bem como o fator de potência da carga. Esses instrumentos são, geralmente, do tipo alicate, facilitando sobremaneira a conexão para as medidas Quilowatt-horímetro Também chamado de relógio de luz, este é um medidor de energia ativa, utilizado por todas as 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; sua estrutura e ligação são vista na Figura 23a. É cada vez mais freqüente a instalação de medidores de energia digitais, porém ainda são muito numerosos os analógicos, também chamados de ponteiro. A leitura destes exige atenção, pois os diversos ponteiros giram em sentidos opostos; começa-se pelo último ponteiro e vai-se anotando o último algarismo ultrapassado pelo ponteiro. No exemplo da Figura 23b, o valor lido é kw. Figura 23 Medidor de kwh: (a) Estrutura e ligação; (b) exemplo de display analógico de ponteiros. 16

24 1. MULTÍMETROS Multímetros ou multitestes (Figura 24) são instrumentos projetados para medir diversas grandezas. Todo o multímetro é capaz de medir, pelo menos, tensão (CC e AC), corrente (normalmente só CC) e resistência. Figura 24 Multímetro analógico (esquerda) e digital (direita), com seus componentes principais. 2. FREQUÊNCÍMETRO Para as medições em baixa freqüência, é geralmente usado ofreqüencímetro de lâminas. Figura 25 Freqüencímetro O instrumento baseia o seu funcionamento nos efeitos de ressonância. Uma determinada quantidade de Lâminas metálicas (línguas) de diferentes freqüências, próprias de ressonância, é levada a vibrar, pela ação dos impulsos magnéticos provenientes de um eletroimã alimentado com freqüência nominal da rede. Com isto, uma das lâminas vibrará com maior intensidade, e exatamente aquela cuja freqüência própria é a mesma cômoda freqüência aplicada. Lâminas adjacentes também vibrarão, porém com menor intensidade. 3. MEDIDOR DE FATOR DE POTÊNCIA O fator de potência pode ser determinado por cálculo baseado na tensão, corrente e potência útil, ou senão diretamente por meio de um medidor de fator de potência. A construção deste instrumento corresponde ao de um instrumento eletrodinâmico blindado em invólucro de ferro, com bobinas cruzadas móveis. Os pólos do núcleo de ferro, que é fixo, são estabelecidos por meio de uma bobina de corrente. Ambas as bobinas do sistema móvel de bobinas cruzadas são ligadas à tensão e apresentam um comportamento em oposição. Aplicando-se corrente alternada monofásica, uma das 17

25 duas bobinas cruzadas, ligadas em paralelo, irá comandar uma indutância, enquanto a outra comandará um resistor puro. Figura 26 - Medidor de fator de potência. Ligação em corrente alternada monofásica No caso de corrente trifásica, ambas as bobinas cruzadas estão ligadas a duas tensões, defasadas entre si, da rede trifásica. Figura 27 - Medidor de fator de potência. Ligação em corrente trifásica Em ambos os casos analisados, apresentam-se conjugados opostos nas bobinas cruzadas, devido ao defasamento, em relação à bobina de corrente. O conjugado que atua sobre a deflexão do ponteiro é determinado pela bobina, cuja tensão apresenta um maior deslocamento de fase em relação à corrente da bobina de corrente. O ponto zero do instrumento, tal como em todos os instrumentos de bobina cruzada, é dado apenas após a ligação da tensão. estes instrumentos tem amortecimento por correntes parasitas. 4. VOLT-AMPERÍMETRO TIPO ALICATE O amperímetro comum é acoplado ao circuito, quando empregado para medir a corrente elétrica em CA. Podemos efetuar essa mesma medida com um volt-amperímetro tipo alicate, sem a necessidade de acoplamento com o circuito, pois esse instrumento é constituído pelo secundário de um transformador de corrente, para captar a corrente do circuito. O volt-amperímetro tipo alicate apresenta os seguintes componentes básicos externos: 18

26 Figura 28 Componentes básicos externos do volt-amperímetro tipo alicate A - Gancho (secundário de um TC); B - Gatilho (para abrir o gancho); C - Parafuso de ajuste (para zerar o ponteiro); D - Visor da escala graduada; E - Terminais (para medição de tensão); F - Botão seletor de escala. O princípio de funcionamento do volt-amperímetro tipo alicate é do tipo bobina móvel com retificador e é utilizado tanto para medições de tensão como de corrente elétrica. Na medição da corrente o gancho do instrumento deve abraçar um dos condutores do circuito em que se deseja fazer a medição (seja o circuito trifásico ou monofásico). Figura 29 Medição da corrente com o volt-amperímetro tipo alicate (externamente) O condutor abraçado funciona como o primário do TC e induz uma corrente no secundário (o próprio gancho). Essa corrente secundária é retificada e enviada ao galvanômetro do instrumento, cujo o ponteiro indicará, na escala graduada, o valor da corrente no condutor. 6. PRECISÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS Para que a medição de uma grandeza elétrica seja correta, dois fatores devem ser observados: - A escolha correta dos instrumentos; - Precisão de leitura. 19

27 Cada tipo de instrumento apresenta variações na precisão de sua escala, ou seja, a precisão da escala varia, de acordo com o princípio de funcionamento do mesmo. Numas escalas, as divisões são homogêneas, isto é, suas divisões são uniformes, mantendo do início ao fim da graduação a mesma distância entre uma divisão e outra. Figura 30 Escala com divisões homogêneas Em outras escalas, essas divisões são heterogêneas, suas divisões são mais concentradas no início e mais afastadas no centro. Figura 31 Escala com divisões heterogêneas Precisão em Instrumentos do Tipo Ferro Móvel A escala graduada dos instrumentos de medida do tipo ferro móvel é heterogênea. Figura 32 Escala graduada dos instrumentos do tipo ferro móvel A distância entre o número zero e o número 1 é menor que a distância entre o número 1 e o número 2. Essa variação ocorre porque o deslocamento do ponteiro, nesse tipo de instrumento, não é linearmente proporcional ao aumento da corrente em sua bobina. Com a passagem de 1 A na bobina do instrumento, o ponteiro deflexiona 1 unidade na escala graduada. 20

28 Figura 33 Ponteiro deflexionando 1 unidade na escala graduada Com a passagem de 2 A na bobina do instrumento, o ponteiro deflexiona 4 unidades na escala graduada. Note que o deslocamento do ponteiro nesse tipo de instrumento é proporcional ao quadrado da corrente na sua bobina. Devido a essa característica, esse instrumento é utilizado apenas para medições de grandezas elétricas que não requerem grande precisão e cujos valores se situem em pontos intermediários da escala graduada. O instrumento de medição tipo ferro móvel abaixo com escala graduada de 0 a 50 V, tem uma precisão aceitável de medida somente nos pontos localizados entre 10 e 40 V. Figura 34 Instrumento de medição tipo ferro móvel com escala graduada de 0 a 50 V Precisão nos instrumentos do tipo bobina móvel A escala graduada dos instrumentos de medida do tipo bobina móvel é homogênea. A distância existente entre o número zero e o número 2 é igual à que existe entre o número 2 e o número 4. Essa homogeneidade ocorre porque o deslocamento do ponteiro nesse tipo de instrumento é linearmente proporcional ao aumento da corrente na sua bobina. Com a passagem de 1 A na bobina do instrumento, o ponteiro deflexiona 1 unidade na escala graduada. Figura 35 Ponteiro deflexionando 1 unidade na escala graduada Esse tipo de instrumento é bastante sensível às variações de corrente na sua bobina, isto é, qualquer alteração no valor dessa corrente será prontamente registrada pelo ponteiro. Esse instrumento tem boa 21

29 precisão em toda a sua escala graduada. Por isso, esse instrumento é bastante usado na medição de grandezas elétricas que requerem precisão (grandezas medidas em laboratórios) Precisão nos instrumentos do tipo eletrodinâmico A escala graduada dos instrumentos de medida do tipo eletrodinâmico é heterogênea. A graduação é mais concentrada no início, pois a distância entre o número zero e o número 20 é menor que a distância entre o número 20 e o número 40. Figura 36 Escala graduada dos instrumentos de medida do tipo eletrodinâmico Note que as distâncias vão aumentando até o centro da escala, decrescendo a seguir e voltando a concentrar-se no final. Essa variação é devido a este tipo de instrumento ter duas bobinas cruzadas, responsáveis pela variação do ponteiro (uma fixa A e outra móvel B que se repelem mutuamente com a passagem da corrente). A repulsão, no início da passagem da corrente, é mais fraca, aumentando de intensidade até que bobina móvel B atinja o centro do fluxo magnético da bobina fixa A. A partir desse ponto a repulsão volta a enfraquecer. Com a passagem dos primeiros 10 A o ponteiro deflexionará 2 mm. Figura 37 Ponteiro deflexionando 2 mm na escala graduada Com a passagem de 60 para 70 A o ponteiro deflexionará 10mm. 22

30 Figura 38 Ponteiro deflexionando 10 mm na escala graduada Com a passagem de 70 para 80 A o ponteiro deflexionará 11mm. Figura 39 Ponteiro deflexionando 11 mm na escala graduada Esse tipo de instrumento apresenta precisão aceitável, nas medições de valores situados nos pontos intermediários de sua escala graduada, e é empregado com maior freqüência nos medidores de potência elétrica, como os wattímetros Erro por efeito paralaxe É o erro de leitura que ocorre quando qualquer instrumento de medida analógico é lido de ângulo desfavorável. Para tentar evitar esse tipo de erro alguns instrumentos contem dispositivo que facilita a leitura de sua escala graduada. Os instrumentos de serviço tem o ponteiro no formato de lâmina bem fina. Figura 40 Ponteiro do voltímetro 23

31 Para fazer a leitura de sua escala, devemos ficar de frente ao instrumento, de tal forma que possamos ver somente o fino perfil do ponteiro. Figura 41 Leitura correta da escala perfil. Estando bem posicionado não lhe será possível visualizar as faces do ponteiro, mas somente o seu Na posição abaixo o leitor está visualizando as faces do ponteiro. Isso provavelmente causará um erro de leitura, por efeito paralaxe. Figura 42 Erro de leitura por efeito paralaxe Os instrumentos de precisão (usados em laboratório) também apresentam os ponteiros em forma de lâmina, bem fina. Diferem dos instrumentos de serviço por possuírem um espelho, logo abaixo da escala graduada. Figura 43 Instrumento de precisão Para leitura da escala graduada desse tipo de instrumento devemos ficar em posição frontal ao aparelho, de tal forma que possamos ver o ponteiro refletindo no espelho. Na posição abaixo, o leitor está fazendo a leitura do instrumento de um ângulo desfavorável. Ele está vendo a sombra do ponteiro refletida no espelho. A leitura efetuada estará errada, por efeito paralaxe. 24

32 Figura 44 Leitura de um ângulo desfavorável Classe de Precisão dos Instrumentos É a margem de erro percentual que se pode obter na medição de uma determinada grandeza, por meio de um instrumento de medidas elétricas. Os instrumentos de precisão para laboratório tem classe de precisão de 0, 1; 0,2 ou 0,5. Os instrumentos de serviço para fins normais tem, classe de precisão 1,0; 1,5; 2,5 ou 5,0. Consideremos a medição de tensão indicada em 120V por um voltímetro de serviço da classe precisão 1,5 e cuja escala graduada seja de 0 a 300 V. Figura 45 Medição de tensão indicada em 120 V por um voltímetro Matematicamente temos: Esse resultado indica que os 120 V lidos no instrumentos são na realidade 120 ± 4,5 V, ou seja, pode variar de 115,5 a 124,5 V. 7. SENSIBILIDADE DOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS Nas figuras abaixo ambos os voltímetros recebem o mesmo valor de tensão (12V). Porém, um dos instrumentos indica 12 V e outro 10 V. 25

33 Essa diferença ocorre porque cada um desses instrumentos apresenta grau de sensibilidade diferente. A sensibilidade dos instrumentos de medidas elétricas é determinado pela capacidade dos instrumentos em medir grandezas elétricas, sem acrescentar carga extra ao circuito. O instrumento é considerado de boa sensibilidade quando, ao ser inserido no circuito, não alterar significativamente as características do circuito. 7.1.Sensibilidade dos Voltímetros A sensibilidade dos voltímetros é caracterizado pela relação Ohms/Volts. Essa relação é calculada tomando-se por base a corrente necessária para levar o ponteiro do instrumento ao final da escala graduada. Exemplo 1: Seja um voltímetro do tipo ferro móvel que necessite de 1 μa para que seu ponteiro atinja o final de sua escala graduada. O número 1000 representa a sensibilidade desse voltímetro, onde cada volt introduzido encontra uma resistência ôhmica de 1000 Ω. Exemplo 2: Seja um voltímetro do tipo bobina móvel que necessite de 0,05 µa para que seu ponteiro atinja o final de sua escala graduada. O número representa a sensibilidade desse voltímetro, onde cada volt introduzido encontra uma resistência ôhmica de Ω. O voltímetro que acrescenta menor carga ao ser inserido no circuito é o do exemplo 2. É o que exige menor corrente para funcionar. Em outras palavras, o que tem maior valor de resistência ôhmica por volt (Ω/V). Em geral os voltímetros tipo bobina móvel oferecem melhor sensibilidade em relação aos outros tipos. 7.2.Sensibilidade dos amperímetros Os amperímetros têm a sensibilidade caracterizada pelo valor de sua resistência ôhmica interna. Quanto menor for o valor da resistência ôhmica interna, mais sensível será o instrumento. O amperímetro é ligado em série com a carga. Logo, o valor da sua resistência ôhmica interna se soma ao valor da resistência ôhmica da carga. 26

34 Por essa razão, ao fazermos a medição da intensidade da corrente de um circuito, devemos utilizar um amperímetro que tenha resistência ôhmica interna (Ri) no mínimo 100 vezes menor que a resistência de carga (R). Tomamos essa providência porque ela faz com que o resultado da medida se aproxime ao máximo da realidade. Exemplo 1: Observe o circuito abaixo: Ele é alimentado por uma fonte de 6 V CC e é formado por uma carga com resistência de 3 Ω. Vamos supor que na medição dessa corrente o amperímetro tenha indicado o valor de 1,5 A em vez dos 2 A calculados. A indicação de amperagem menor ocorreu porque o amperímetro utilizado não estava adequado. Ao ser inserido no circuito o amperímetro, com sua resistência ôhmica interna de 1 Ω, contribuiu para o aumento da resistência ôhmica do circuito, elevando-a de 3 para 4 Ω. Re = R + Ri = Re = 4 Ω. Esse aumento de resistência ôhmica do circuito fez com que o valor da corrente diminuísse: Houve um erro de 0,5 A devido ao uso de um amperímetro inadequado para a situação. Exemplo 2: Observe o circuito abaixo: 27

35 Usemos agora um amperímetro de resistência ôhmica interna de 0,03 Ω (100 vezes menor que o valor da resistência ôhmica da carga = 3 Ω). Re = R + Ri = 3 + 0,03 Re = 3,03 Ω. O novo valor de corrente será : O novo valor de corrente (1,98 A) está bem próximo do valor calculado (2A). Portanto, o amperímetro do exemplo 2 é mais apropriado para a leitura da corrente do circuito do que o amperímetro do exemplo SIMBOLOGIA DOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS Para ter segurança no uso dos instrumentos de medidas elétricas você deverá escolher aquele que tem as características necessárias à medição a ser feita. Figura 46 Amperímetro Para tanto, observe que os instrumentos se distinguem por símbolos gravados em seus visores. 8.1.Simbologia quanto às unidades de medidas 28

36 8.2.Simbologia quanto ao princípio de funcionamento 29

37 8.3.Simbologia quanto à posição de funcionamento Os instrumentos de medidas elétricas são construídos para funcionar em três posições: Vertical, horizontal e inclinada Normais: 2A, 2B, 2C e 2D. Nas outras posições, mencionar o ângulo de inclinação (α). Há instrumentos que não trazem o símbolo característico da posição de funcionamento. Eles podem funcionar em qualquer posição. 30

38 Note que na posição inclinada o símbolo assinala também os graus da inclinação além dos símbolos normalizados, você poderá encontrar outras formas de representar a posição do instrumento: 8.4.Simbologia quanto ao tipo de corrente 31

39 Além dos símbolos normalizados, você poderá encontrar outras formas de representar o tipo de corrente. Instrumento que mede ambas as correntes 8.5.Simbologia quanto à tensão de isolação 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). Esse valor é simbolicamente representado nos instrumentos pelos números 1, 2 ou 3, contidos no interior de uma estrela. Note que os números significam os valores de tensão de isolação em KV. 32

40 Observação: A existência da estrela sem número em seu interior indica que o valor da tensão de isolação é de 500 V. Usar instrumentos de medidas elétricas que apresentam tensão de isolação inferior à tensão da rede a ser medida pode causar danos aos instrumentos e risco do operador tomar choque elétrico. O instrumento pode ser utilizado, sempre que sua tensão de isolação for maior que a tensão da rede. 8.6.Simbologia quanto à classe de precisão A classe de precisão dos instrumentos é representada por números. Esses números também são impressos no visor dos instrumentos Tabelas da Simbologia para instrumentos de medida. A utilização correta dos instrumentos de medidas elétricas depende da escolha dos instrumentos. Isto permite a medida correta das grandezas sem por em risco a vida do operador e a integridade do equipamento. Para tanto, deve-se observar os símbolos gravados nos visores. As tabelas a seguir ilustram alguns dos símbolos freqüentemente utilizados em medidas elétricas e nos diagramas dos circuitos elétricos. Tabela 6 Simbologia dos instrumentos de medida quanto aos seus aspectos construtivos, de funcionamento, posição de trabalho e outras. 33

41 34

42 Tabela 7 Simbologia dos instrumentos de medidas elétricas utilizados em circuitos elétricos. 35

43 1. EXERCÍCIOS 1. O símbolo abaixo, segundo a ABNT, representa o instrumento constituído de: a) ( ) eletroímã e bobina fixa; b) ( ) ímã permanente e bobina fixa; c) ( ) ímã permanente e bobina móvel; d) ( ) eletroímã e bobina móvel. A figura abaixo refere-se às questões 2 a 5 2. A tensão de ensaio na freqüência industrial é de: a) ( ) 2 kv; b) ( ) 500 V; c) ( ) 0,5 kv; d) ( ) 1 kv; e) ( ) instrumento não sujeito a ensaio de tensão. 3. O princípio de funcionamento do instrumento é de: a) ( ) bobina móvel; b) ( ) ferro móvel; c) ( ) eletrodinâmico; d) ( ) bimetálico; e) ( ) bobina cruzada. 4. O tipo de corrente medida pelo instrumento é: a) ( ) corrente contínua; b) ( ) corrente alternada; c) ( ) corrente contínua e alternada; d) ( ) corrente alternada trifásica equilibrada; e) ( ) corrente contínua estabilizada. 5. Considerando que este wattímetro indique 800 W, o valor real da potência pode variar entre: a) ( ) 799,5 e 800,5 W; b) ( ) 760 e 840 W; c) ( ) 796 e 804 W; d) ( ) 720 e 880 W; 36

44 e) ( ) 794 e 806 W. 6. Para cada um dos instrumentos abaixo escreva: Princípio de funcionamento; Tipo de corrente; Posição de funcionamento; Classe de precisão; Tensão de isolação. 7. Os instrumentos tipo ferro móvel são adequados para medição: a) ( ) apenas de tensão alternada; b) ( ) tanto de corrente quanto de tensão, em corrente contínua e em alternada; c) ( ) de potência em corrente contínua (wattímetro); d) ( ) apenas de corrente contínua; e) ( ) de energia em corrente alternada (kwh). 8. O instrumento tipo bobina móvel: a) ( ) é utilizado para medição em médias freqüências; 37

45 b) ( ) trabalha tanto com corrente contínua com alternada; c) ( ) apenas pode ser usado para medição com tensão ou corrente contínua; d) ( ) é utilizado para medição de freqüência industrial; e) ( ) funciona com o princípio de lâminas vibráteis. 9. Os instrumentos eletrodinâmicos: a) ( ) são utilizados apenas em C.C. e possuem escala homogênea; b) ( ) são utilizados apenas em C.A.; c) ( ) é aplicado freqüentemente em wattímetros, tanto em corrente contínua como alternada; d) ( ) utilizam obrigatoriamente em TC e TP; e) ( ) são ligados sempre em paralelo com a carga. A figura abaixo refere-se às questões 10 à A tensão de ensaio na freqüência industrial é de: a) ( ) 2 kv; b) ( ) 500V; c) ( ) 5 kv; d) ( ) 1 kv; e) ( ) instrumento não sujeito a ensaio de tensão. 11. O instrumento deve ser utilizado com o mostrador: a) ( ) na posição vertical; b) ( ) na posição inclinada; c) ( ) na posição horizontal; d) ( ) na posição horizontal ou inclinada; e) ( ) na posição vertical ou horizontal. 12. O princípio de funcionamento do instrumento é de: a) ( ) bobina móvel; b) ( ) ferro móvel; c) ( ) eletrodinâmico; d) ( ) bimetálico; e) ( ) bobina cruzada. 13. O tipo de corrente medida pelo instrumento é: a) ( ) corrente contínua; b) ( ) corrente alternada; c) ( ) corrente contínua e alternada; 38