Aula Medidas Eletricas 1

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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

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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.


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METODOLOGIA E RECURSOS UTILIZADOS

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


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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...


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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.


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GRANDEZAS ELETRICAS E MAGNETICAS UNIDADES DE MEDIDAS


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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:


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CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO •

Quanto ao modo de indicação do valor da grandeza medida: – Instrumentos Indicadores ou Mostradores; – Instrumentos Registradores; – Instrumentos Integradores.


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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.


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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.


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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”.


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CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO QUANTO AO USO – Instrumentos para painéis ou quadros de comando

– Instrumentos portáteis


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CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO QUANTO AO TIPO DE FONTE(ALIMENTAÇÃO) • Instrumentos de corrente contínua

• Instrumentos de corrente alternada


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CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO • Quanto ao tipo de grandeza mensurável: – Amperímetro; – Voltímetro; – Frequencímetro; – Wattímetro; – Fasímetro; – Varímetro; – Ohmímetro, etc.


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CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO 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

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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.


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

•

Mensurando Objeto da medição.


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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


EXATIDÃO E PRECISÃO

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EXATIDÃO E PRECISÃO

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•

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.


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ALGUMAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO • 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.


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ALGUMAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO • 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).

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ALGUMAS CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO • 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

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CONT. CATEGORIA DE MEDIÇÃO


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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.


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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.


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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.


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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

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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!!!

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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".


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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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