Medidas Elétricas (UFF 2021), Resumos de Máquinas Elétricas

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Medidas Elétricas

Aula 01 O motor para corrente alternada com escovas é aplicado, por exemplo, em liquidificador e secador de cabelo. Unidades de Medidas

Isolante, dielétrico - Isolador é o nome da peça que isola. Tensão (V) Potência (P)

• Expressa em watts (W) Unidades das Potências em Corrente Alternada Somamos a Indutiva com a Capacitiva e obtemos a resultante dessa soma com a potência útil (potência aparente). A potência útil é a que gera trabalho, é a potência que pagamos para a concessionária (no doméstico, pois em indústrias você paga uma multa caso esteja consumindo potência reativa). Se eu medir a corrente e multiplicar pela voltagem da tomada, obtemos o resultado em VA, e o transformador precisa ser dimensionado em cima dessa potência (S (VA)). Com esse diagrama podemos obter a resistência equivalente. A potência reativa é a parte imaginária e a potência útil é a parte real do eixo. A resultante da a impedância.

Potência Reativa x Potência útil

• Contactor eletromagnético (K1, K2, K3 – lado esquerdo): é controlado por uma bobina (K1, K2, K3 – lado direito) que são ligadas para acionar os contatos. O tracejado do contactor significa que eles estão ligados mecanicamente (se um fecha, os outros fecham junto – no caso temos 3).
• Motor de corrente alternada. Obs.: quando esse motor trava a corrente dele aumenta em 5 vezes, é necessária uma proteção para isso.
• Fusível (a letra F identifica esse componente): é o limitador de corrente, quando a corrente ultrapassa certo valor ele abre, protegendo o circuito.
• O k6 representado na parte inferior é acionado por excesso de corrente.
• A proteção térmica está na parte superior direita (F7).
• Botoeira: chave manual (S0 – contato fechado, e S1 – contato aberto).
• A parte do lado esquerdo é a parte que liga o motor e a parte do lado direito é a parte de controle.

O F1 do lado direito é um protetor térmico (relé térmico trifásico – sensor para temperatura), ele tem dois metais colados um no outro e cada um tem uma dilatação diferente. Quando a corrente for muito alta ele aciona o F1 do outro lado para desarmar o circuito, e ele tem um botão (parece um T) que indica que ele pode ser rearmado manualmente. A parte abaixo do relé térmico é o motor. Aula 03 Ali em V1, V2, V3 E V4 vemos diodos retificadores (a corrente só passa em um sentido e eles são colocados dessa forma para que a corrente que passe por V1, V2 e V4 vão para o Terra). O V6 ali acima do lado direito é um _ e o V7 é um varistor. *Neutro não tem tensão em relação ao terra, e para dar choque é preciso ter tensão com relação ao terra.

Na parte superior temos uma imagem “para leigos”. Podemos ver uma representação de um interruptor three way (interruptor paralelo) para ligar uma lâmpada. Nessa representação a lâmpada está apagada. Na parte inferior esquerda temos um diodo (led – emissor de luz) e ao seu lado temos uma chave.

O indutor se transforma em um reator (reatância).

Do lado esquerdo temos o circuito de potência e do lado esquerdo temos o circuito de comando. Medição da tensão elétrica Tensão contínua: é a tensão de pilhas e baterias. Como medir a tensão de uma pilha? Pegamos um voltímetro e colocamos nos polos. Ou um multímetro (esse instrumento tem múltiplas funções – podemos medir tensão, corrente, resistência). “Nunca guarde esse equipamento (multímetro) sem esses fios conectados nesse local, se não você pode conectar na tomada nas pressas e ligar os fios ao contrário, podendo estourar. Antes de desligar coloca os fios sempre no Volts porque esse não tem risco”. Esse tipo de bateria retangular tem 6 pilhas de 1,5V dentro dela, então no total teremos aproximadamente 9V.

Se essa corrente alternada for colocada no instrumento, o multímetro faz uma média quadrática (valor eficaz – RMS). Se colocarmos o instrumento em DC o instrumento faz a média de fato, então de acordo com o gráfico acima, o resultado seria zero. Valor de pico ou valor de crista. Valor de pico a pico

• Vpp. Corrente alternada no Brasil é 60Hz e seu período é 16,66ms. Em 50 ms temos 3 ciclos. Olhando uma curva dessa no osciloscópio precisamos ter noção desses valores (precisa estar em ms). Esses instrumentos tem um tempo de medição, alguns levavam 1s pra fazer isso, mas hoje em dia eles levam somente 50ms, ou seja, espera 3 ciclos completos e mede. Essa média é feita por cálculo numérico, integração. Abaixo vemos um pedaço da senoide

Abaixo vemos um exemplo de parte da integração: Essa integração vale para calcular tensão, corrente, etc. Integração numérica pelo método do trapézio.

Outro exemplo de multímetro. Ele está mostrando o botão AC – DC. Tem instrumentos que você aperta uma tecla e ele mede só o AC, só o DC ou misto (os dois somados). A corrente da lâmpada LED hoje em dia tem corrente eficaz pequena, mas tem um valor máximo grande. Significado físico do valor eficaz: significa que em corrente alternada você teria a mesma potência que em corrente continua. Se passar uma corrente alternada, em uma lâmpada incandescente, ou uma corrente contínua, as duas correntes são equivalentes. A equivalente à corrente alternada chamamos de valor eficaz, que é o que vai gerar a luz. Entretanto, atenção, a corrente alternada é muito maior, o valor eficaz da corrente alternado que é o correto (equivalente a corrente contínua).

Temos uma fonte de corrente alternada e ligamos na carga (lâmpada, motor, etc.). Entre a fonte e a carga colocamos um amperímetro (em série – e aí podemos ligar em qualquer lugar. Olhando na imagem acima, poderíamos conectar o amperímetro na linha de cima ou na linha de baixo). AMPERÍMETRO SE LIGA EM SÉRIE, NUNCA NA FONTE. ATENÇÃO: Se usarmos o multímetro para medir corrente conectando as ponteiras nos terminais da fonte, como fizemos na bateria, nós teríamos um curto! Queimando o instrumento (a não ser que ele tenha um fusível, e aí o fusível pode queimar ou não). Se a tensão for maior que 600V nós precisamos isolar nosso instrumento com um transformador (transformador de 5 para 5 – não reduz a corrente, só isola). Nesse caso ao lado a corrente pode ir até 400 (usamos um Trafo. 400 – 5, ele isola o instrumento e transforma a corrente. O Trafo. converte proporcionalmente, ou seja, se passar 200 A por ele, será convertido para 2,5).

Esse sinal apontado pelo mouse é um símbolo de “atenção, cuidado”. Nesse caso podemos ver que a escala é 1000/5A, como representado ao lado da indicação do mouse.

Medição de corrente contínua

Para corrente contínua, usamos a resistência Shunt em série com um circuito e ligamos um milivoltímetro para medir a tensão, e ele já pode estar graduado em ampères. Se eu tiver uma tensão menor que 600V, a conexão para medi-la é feita como mostrada acima (podemos ligar diretamente).

Em tensões acima de 600V, podemos usar facilmente um em paralelo para reduzir o valor (redução linear) dessa tensão. O instrumento recebe até 115V, mas obtemos um resultado de até 13,8kV (dependendo da escala do voltímetro utilizado – provavelmente um kilovoltímetro). O instrumento ao lado tem uma classe de exatidão de 2,5% (class 2.5) em 600. Transformador de uma entrada de alta tensão e diversas saídas para várias ligações. Podemos conectar um voltímetro, um wattímetro e seria interessante um relé de proteção. Às vezes tem mais enrolamentos para medição do que os representados nesse transformador. Nesse caso são três enrolamentos iguais x, x e x com a finalidade de medir, mas eles podem ser distintos, para diferentes funcionalidades. Importante falar que a carga em um enrolamento não interfere a carga em outro enrolamento, por isso temos núcleo diferentes.