Aula Medidas Eletricas 1

CENTRO DE ENSINO GRAU TECNICO

INSTRUMENTOS E MEDIDAS ELÉTRICAS

GRAU TÉCNICO -PE

Escola: Carpina

Professor/Instrutor: Jefferson Tavares

Turma: Técnico em Eletrotécnica ELT-02

Unidade Curricular: Instrumentos Medidas Elétrica

Carga Horário: 32h


SEJAM BEM VINDOS !

Vamos começar da seguinte forma:

Conhecer a todos Acordar horários Frequência Métodos de trabalho Formas de Avaliação • “BRINDES” “O que pode” e “o que não pode” Conteúdo Programático Referências Bibliográficas Capacidades Desenvolvidas


CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

• Ementa: Os instrumentos de medição elétrica. Medidores Digitais e analógicos. Utilizando adequadamente o multímetro e o osciloscópio. Medindo tensão, corrente e potência. Erros em medidas elétricas.

• Conteúdo programático: Grandezas elétricas e magnéticas.

Instrumentos de medição elétrica. O multímetro. O osciloscópio. Medição de tensão, corrente e potência elétrica. Métodos de medição de resistências.


METODOLOGIA E RECURSOS UTILIZADOS

https://sites.google.com/site/profjeffersontavaresdasilva


AULA 1


Instrumentos de medidas

• Os instrumentos de medição são dispositivos utilizados para realizar medições nos mais variados ramos de atividades, seja no comércio, nas áreas de saúde, segurança e meio ambiente, nas diversas modalidade de produção industriais: metalúrgica e siderúrgica, Alimentícia, bebidas e etc...




PROCESSO DE MEDIÇÃO

• O processo de medição, em geral, envolve a utilização de um instrumento como o meio físico para determinar uma grandeza ou o valor de uma variável.

• O instrumento atua como extensão da capacidade humana e, em muitos casos, permite que alguém determine o valor de uma quantidade desconhecida, o que não seria realizável apenas pela capacidade humana sem auxílio do meio utilizado.

• Um instrumento pode então ser definido como o

dispositivo de determinação do valor ou grandeza de uma quantidade ou variável.


GRANDEZAS ELETRICAS E MAGNETICAS UNIDADES DE MEDIDAS


NOMECLATURA DE GRANDEZAS • Quando escritos por extenso, os nomes de unidades começam por letra minúscula, mesmo quando têm o

nome de um cientista (Ex.: ampere, kelvin, Newton, etc.) – exceto o grau Celsius. • Quando pronunciado e escrito por extenso, o nome da unidade vai para o plural EX.: 5 newtons; 1,2 metros; 10 segundos). • Os símbolos das unidades nunca vão para o plural (ex.: 5N e nunca 5Ns; 150m e nunca 150ms; 1,2m2 e nunca 1,2ms2). • Os símbolos são invariáveis, não sendo admitido colocar, após o símbolo, seja ponto de abreviatura, seja “s”

de plural, sejam sinais, letras ou índices.

• Os símbolos podem ser compostos por multiplicação através da justaposição dos símbolos, se não causar ambiguidade (VA, kWh) ou colocando um ponto ou “x” entre os símbolos (m.N ou m x N0.

• Os símbolos também podem se compor pela divisão, sendo aceitas quaisquer das três maneiras seguintes:










CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

• Quanto ao modo de indicação do valor da grandeza medida:

– Instrumentos Indicadores ou Mostradores;

– Instrumentos Registradores;

– Instrumentos Integradores.


Instrumentos Indicadores ou Mostradores

• São instrumentos que indicam em qualquer momento o valor

instantâneo, eficaz, médio ou de pico da grandeza a ser

medida Exemplos: amperímetro, voltímetro, Ohmímetro,

wattímetro, etc.

• A indicação da grandeza pode se dar pelo deslocamento de

um ponteiro sobre uma escala graduada (instrumentos

analógicos) ou pela representação numérica em um display

(instrumentos digitais).

• Um instrumento de medição indicador também pode fornecer

um registro.


Instrumentos registradores:

• São instrumentos que registram os valores da grandeza sobre

um rolo de papel graduado, permitindo que mesmo após o

instrumento ter sido desligado possamos fazer uma analise da

variação da grandeza medida durante o período em que o

instrumento permaneceu ligado.

• Os instrumentos que são ligados a computadores, para

armazenamento temporário ou permanente do valor da(s)

grandeza(s) medida em disco rígido, disquete, cd, etc...

• Um instrumento registrador também pode apresentar uma

indicação da grandeza.


Instrumentos integradores:

• São instrumentos cujo mostrador apresenta o valor

acumulado da grandeza medida, desde o momento em

que os mesmos foram instalados até o presente

momento.

• Exemplos: Medidor de energia elétrica.

• Nestes instrumentos o valor da grandeza é obtido pela

diferença entre a leitura no fim do período, chamada

“leitura atual” e a leitura feita no início do período,

chamada de “leitura anterior”.


CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO QUANTO AO USO

– Instrumentos para

painéis ou quadros de comando

– Instrumentos portáteis


CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO QUANTO AO TIPO DE FONTE(ALIMENTAÇÃO)

• Instrumentos de

corrente contínua

• Instrumentos de corrente alternada



• Quanto ao tipo de grandeza mensurável:

– Amperímetro;

– Voltímetro;

– Frequencímetro;

– Wattímetro;

– Fasímetro;

– Varímetro;

– Ohmímetro, etc.



Os instrumentos normalmente utilizados na medição elétrica são do tipo:

• Bobina Móvel e ímã permanente ( BMIP ) (A, V, Ω);;

• Ferro Móvel (A, V);

• Lâminas vibráteis (Hz);

• Eletrodinâmico (W, A, V, cos φ);

• Indução (kΩ);

• Eletrostáticos (V);

• Eletrônico Digital.


Analógicos x Digitais

• Analógicos: – Qualidade inferior

– Imprecisão de leitura

– Fragilidade

– Desgaste mecânico

– Custo inferior

• Digitais: – Robustos

– Precisos

– Estáveis

– Facilmente adaptáveis a uma leitura automatizada

– Não possuem sensação analógica


ALGUMAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO

• Sensibilidade

– É a relação entre o deslocamento da marca e a variação da grandeza de medida.

– Segundo o VIM( Vocabulário Internacional de Metrologia) é a variação da resposta de um instrumento de medição dividida pela correspondente variação do estímulo.



• Exatidão é a aptidão de um instrumento para dar respostas próximas ao valor verdadeiro do mensurando.

• Mensurando Objeto da medição.


EXATIDÃO E PRECISÃO

• PRECISÃO.: indica o quanto as medidas repetidas estão próximas umas das outras.

• EXATIDÃO.: indica o quão próximo do valor real (do valor normalmente aceito como referência), está o valor medido







• Classe de exatidão: é a margem de erro percentual que se pode obter na medição de uma determinada grandeza, por meio de um instrumento de medidas elétricas.

• "índice de classe" (IC) – instrumentos para laboratório:0,1; 0,2 ou 0,5.

instrumentos de serviço para fins normais: 1,0; 1,5; 2,5 ou 5,0.

– Segundo Sólon Medeiros(Autor Engenheiro Eletricista) : • Instrumentos de laboratório: 0,1 a 0,3 • Instrumentos de ensaio: 0,5 a 1,5 • Instrumentos de serviço, industriais: 2 a 3 , ou maior.



• Índice de classe (IC):

.: ERRO ABSOLUTO MAXIMO Exemplo: medição de tensão indicada em 120V por um voltímetro de classe de exatidão 1,5 e cuja escala graduada seja de 0 a 300V.



• 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).

• Categoria de medição: é definida pelos padrões internacionais, podendo variar entre os níveis I a IV, onde os sistemas são divididos de acordo com a distribuição de energia. Esta divisão é baseada no fato de que um transiente perigoso de alta energia, como um raio, será atenuado ou amortecido à medida que passa pela impedância (resistência CA) do sistema.




CATEGORIA DE MEDIÇÃO


CONT. CATEGORIA DE MEDIÇÃO


NOÇÕES DE PADRÃO, AFERIÇÃO E CALIBRAÇÃO

• Padrão – É um elemento ou instrumento de medida destinado a definir,

conservar e reproduzir a unidade base de medida de uma determinada grandeza. Possui uma alta estabilidade com o tempo e é mantido em um ambiente neutro e controlado. (temperatura, pressão, umidade, etc.)

• Aferição – Procedimento de comparação entre o valor lido por um instrumento e

o valor padrão apropriado da mesma grandeza.

• Calibração – Procedimento que consiste em ajustar o valor lido com um

instrumento com o valor padrão de mesma natureza.


NOÇÕES DE AFERIÇÃO E CALIBRAÇÃO SEGUNDO VIM

• CALIBRAÇÃO ( AFERIÇÃO) Conjunto de operações que estabelece, sob

condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões.

• AJUSTE Operação destinada a fazer com que um instrumento

de medição tenha desempenho compatível com o seu uso.


TEORIA DOS ERROS

• ERROS que surgem nas leituras dos instrumentos de medição pode ser definido como sendo o desvio observado entre o valor medido e o valor verdadeiro (ou aceito como verdadeiro).

• Classificação dos Erros – De acordo com a causa ou origem

– grosseiros, sistemáticos e acidentais.


ERROS GROSSEIROS

– Falha do operador, como por exemplo a troca na posição dos algarismos ao escrever os resultados, os enganos nas operações elementares efetuadas, posicionamento incorreto da vírgula nos números contendo decimais, ajustes e aplicações incorretas dos equipamentos e o erro de “paralaxe”.

– Imperícia ou distração do operador.


ERRO DE PARALAXE


ERROS SISTEMÁTICOS

• Erros Instrumentais : inerentes aos instrumentos de medição devido à sua estrutura interna

• Ex.: atrito entre as partes móveis , erros de calibração

• Erros ambientais: devidos as condições externas ao dispositivo de medição.

• Ex.: Variação de temperatura, campos magnéticos

– Podemos evitar os erros ambientais tomando os seguintes cuidados ou precauções:

– Utilização de ar condicionado. – Uso de blindagens magnéticas


ERROS ACIDENTAIS

• Erros acidentais • Imponderável!!!


ERRO ABSOLUTO E ERRO RELATIVO

• Erro designa a diferença algébrica entre o valor medido Vm de uma grandeza e o seu valor verdadeiro, ou aceito como verdadeiro, Ve , ou seja:

ΔV = Vm – Ve

Δ V é chamado de “Erro absoluto".

Se: – Vm > Ve, diz-se que o erro cometido é "por excesso".

– Vm < Ve , diz-se que o erro cometido é "por falta".


ERRO ABSOLUTO E ERRO RELATIVO

• Erro relativo "e" é definido como a relação entre o erro absoluto ΔV e o valor verdadeiro Ve da grandeza medida:

• Erro relativo percentual aplicamos o seguinte equacionamento:


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