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Conceitos Basicos desses instrumentos de medidas elétricas.
Tipologia: Traduções
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Não perca as partes importantes!
Este Trabalho nos mostra as Principais funções dos instrumentos de medidas elétricas:
Fasímetro e Frequencímetro. Veremos as suas funções, suas particularidades, como e seu
uso nas indústrias e residências, seus princípios de funcionamentos como e feito as medições
entre outros. As medidas desses dois aparelhos são de caráter muito importante para todos os
eletricistas montadores em geral
1.1 Objetivo
Tem como objetivo principal mostra aos leitores como e pra que e o uso do Fasímetro e
Frequencímetro.Como funcionam e o que é, e de onde podem influenciar suas medidas.
2.1 Fator de Potência
O fator de potencia de um sistema elétrico qualquer, que está operando em corrente alternada, é definido pela razão da potência real ou potência ativa pela potência total ou potencia aparente.
Em circuitos de corrente alternada puramente resistivos, as ondas de tensão e de corrente estão em fase, ou seja, mudando a sua polaridade no mesmo instante em cada ciclo.
Quando cargas reativas estão presentes, tais como capacitores ou condensadores e indutores, o armazenamento de energia nessas cargas resulta em uma diferença de fase entre as ondas de tensão e corrente.
Uma vez que essa energia armazenada retorna para a fonte e não produz trabalho útil, um circuito com baixo fator de potência terá correntes elétricas maiores para realizar o mesmo trabalho do que um circuito com alto fator de potência.
O fluxo de potência em circuitos de corrente alternada tem três componentes: potência ativa (P), medida em watts (W); potência aparente (S), medida em volt-ampères (VA); e potência reativa (Q), medida em volt-ampère-reativo (VAr).
O fator de potência pode ser expresso como:
2.1.1Potencia ativa e reativa
A potência ativa é a capacidade do circuito em produzir trabalho em um determinado período de tempo. Devido aos elementos reativos da carga, a potência aparente, que é o produto da tensão pela corrente do circuito, será igual ou maior do que a potência ativa.
A potência reativa é a medida da energia armazenada que é devolvida para a fonte durante cada ciclo de corrente alternada. É a energia que é utilizada para produzir os campos elétrico e magnético necessários para o funcionamento de certos tipos de cargas como, por exemplo, retificadores industriais e motores elétricos.
2.1.2 Analise Fator de Potencia
Quando alimentamos uma carga ideal com uma corrente alternada, a corrente e a tensão variam da mesma forma, ou seja, estão em fase, conforme mostra a figura
Figura 2: Corrente e Tensão em fase
Quando em um ciclo a tensão aumenta, a corrente também aumenta, na mesma proporção, e quando a tensão diminui, a corrente diminui na mesma proporção.
Sempre que isso ocorre temos a condição ideal Dizemos que, nesse caso, a carga recebe a potência real.
No entanto, no mundo real as cargas não se comportam dessa forma, pois não são resistivas puras. As cargas podem ter componentes capacitivos ou indutivos, que afetam seu comportamento.
Uma carga que tenha uma componente denominada reativa (indutiva ou capacitiva) faz com que a corrente se defase em relação à tensão. Conforme seu comportamento seja indutivo ou capacitivo, a corrente pode adiantar-se ou atrasar-se em relação à tensão, veja a figura
Figura 3: Defasagem
O resultado disso é que a potência nesse circuito se altera, pois apresenta uma componente reativa, de acordo com a figura
Veja que um fator de potência baixo significa que energia reativa está sendo gerada e não é aproveitada
Nas indústrias e em muitas instalações que podem utilizar equipamentos cujos fatores de potência tendam a ser inerentemente baixos devido às suas características (como motores que são altamente indutivos) são usados bancos de capacitores para corrigir o fator de potência, conforme a figura
Figura 6: Banco de Capacitores
O uso desses capacitores é obrigatório por lei, e as empresas que tiverem altos consumos de energia reativa (os quais aparecem nas contas) são obrigadas a pagar valores elevados
Para o usuário comum, cabe ao fabricante dos equipamentos elétricos e eletrônicos garantir que o fator de potência de seu produto esteja dentro das especificações exigidas por lei.
Assim, eles não desperdiçarão energia que pode fazer falta!
R1, R2 e R3 = resistores de amortecimento;
P = ponteiro;
E = escala graduada.
Figura 7: Constituição do Fasímetro
Em seguida, acompanhe atentamente a descrição de funcionamento desse instrumento.
Observe que as bobinas voltimétricas B1, B2 e B3 são enroladas num núcleo de ferro e conectadas em estrela através de resistores igual, de resistência ôhmica.
Ao serem alimentadas pelas tensões de rede, as bobinas criam em seu interior um campo magnético rotativo.
A bobina amperimétrica fixa fica situada no interior do núcleo de ferro.
Veja bem:
Com a ocorrência desse deslocamento, o núcleo de ferro arrasta o ponteiro (P) a ele acoplado.
O ponteiro, por sua vez, pode deslocar-se para a direita ou para a esquerda.
Figura 8: Gráfico circuito capacitivo e indutivo
O gráfico A ilustra a ocorrência de uma defasagem capacitiva; O gráfico B ilustra a ocorrência de uma defasagem indutiva.
Logo, note que, se a defasagem for capacitiva, ou seja, se a corrente estiver adiantada em relação à tensão, o ponteiro desloca-se para a direita, indicando a defasagem capacitiva.
Figura 9: Defasagem capacitiva
A leitura da escala do fasímetro é bastante simples, bastando apenas que o leitor observe a posição do ponteiro da escala.
Acompanhe os exemplos a seguir.
Examine a escala graduada ao lado
Como você notou o ponteiro esta indicando o numero nove, a esquerda o ponto central.
Figura 12: Exemplo Defasagem Indutiva
Nesse caso o circuito esta apresentando?
Fator de potencia = 90% indutivo ou Co-seno =o,9 indutivo
Observe que, na escala ao lado, o ponteiro esta indicando o numero oito a direita do ponto central. Figura 13: Exemplo Defasagem capacitiva
E nesse caso, qual o fator de potencia que o circuito esta apresentando?
Com o ponteiro indicando o numero 1, você poderá dizer que o circuito esta apresentando:
Figura 14:Exemplo Indicando fator de potencia 100%
Os Fasímetros, tanto os monofásicos como os trifásicos devem ser alimentados pela tensão e pela corrente do circuito.
Dessa Maneira, a conexão do Fasímetro a rede deve ser feita de forma que:
*as bobinas de corrente sejam ligadas em serie com o circuito e
*as bobinas de tensão sejam ligadas em paralelo com o circuito.
3.1 Fasímetro Monofásico
Figura 16: Fasímetro Trifásico
Para essa conexão:
*os bornes 1 e 3, que correspondem aos bornes da bobina de corrente, são conectados em serie com as linhas do circuito e
*os bornes 2,4 e 5, que correspondem aos bornes das bobinas de tensão, são conectados em paralelo com o circuito.
O Frequencímetro é um instrumento eletrônico utilizado para medição da freqüência de um sinal periódico.
A unidade de medida utilizada é o hertz (símbolo Hz).
Um Frequencímetro possui um mostrador digital que pode ser em cristal líquido ou de LEDS, informando a freqüência medida em Hz, kHz, MHz e GHz, conforme a escala utilizada.
Muitos Frequencímetro podem medir também o período do sinal medido (em segundos, milissegundos, microssegundos, nanossegundos).
Os frequencímetros eletrônicos digitais fazem uso de uma base de tempo precisa (um cristal de quartzo) e circuitos contadores digitais para realizar a medição da freqüência. São muito utilizados em laboratórios de eletrônica e medição em campo.
Além dos frequencímetros digitais, existem os eletromecânicos, usados para medir a baixa freqüência da rede elétrica. Estes se compõem de barras de ferro doce, que vibram em determinadas freqüências de ressonância e são instalados em painéis de equipamentos elétricos.
A medição da freqüência da corrente alternada pode efetuar-se por comparação com uma outra freqüência conhecida e através de métodos denominados de ressonância
Os métodos comparativos são variados e de obtenção muito delicada, ficando restritos a medições de laboratórios.
Os métodos de ressonância são usados na indústria e nas aplicações comuns, permitindo os instrumentos deste tipo realizar leituras diretas.
4.1 Frequencímetros Eletrodinâmicos
Os instrumentos eletrodinâmicos podem ser empregados para medir freqüência se os seus circuitos forme executados eletricamente ressonantes.
Como regras gerais possuem dois circuitos sintonizados: um deles em uma freqüência menor que a mínima que pode indicar o instrumento, estando, o segundo circuito, em uma freqüência ligeiramente superior à máxima.
Estes sistemas ressonantes podem ser combinados com sistemas eletrodinâmicos simples o com sistemas eletrodinâmicos de bobinas cruzadas.
Um Frequencímetros do último tipo mencionado é apresentado na figura 16.1, instrumento que funciona baseado no fato de que a corrente que circula através de uma reatância diminui ao aumenta a freqüência, ao passo que aumenta ao circular por uma reatância capacitiva.
