Medidas Elétricas (UFF 2021), Resumos de Máquinas Elétricas

Baixe Medidas Elétricas (UFF 2021) e outras Resumos em PDF para Máquinas Elétricas, somente na Docsity! Medidas Elétricas Aula 01 Representação simbólica da lâmpada incandescente em circuitos elétricos DO SS Correto Incorretos Representação simbólica da motor elétrico em circuitos elétricos a k Motor para corrente. Motor para corrente alternada com escovas alternada Motor para corrente. Motor para corrente alternada com escovas alternada Unidades de Medidas ido 40" Prefixo Simbolo | Escala curta 10? yotta 10?! zetta 10ºº exa 10'5 peta 10"? tera 10º giga 10º mega 10º quito 10? hecto 10! de 10º nenhum 10! deci nano pico * femto atto to yocto aa nenhum Septilhão Sextilhão Quintilhão Quadrilhão Trilhão Bilhão Milhão Milhar Centena Dezena Unidade Dacimo Centésimo Mitésimo. Milionésimo Bilionosimo Tritonósimo Quadnilionésimo Quintilionásimo axtitonésimo, Septitionésimo 000 000 000 900 000 000 000 000 100 10 01 0,01 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0.000 Equivalente 000 000 000 000 900 900 900 900 000 000 000 000 000 oo1 900 001 000 000 900 000 000 000 000 000 900 000 O motor para corrente alternada com escovas é aplicado, por exemplo, em liquidificador e secador de cabelo. 900 000 000 000 000 900 000 000 000 900 000 000 900 009 ooo 001 900 001 900 000 001 000 000 000 091 900 000 000 000 001 GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO Área metro quadrado m Carga Elétrica coulomb Comprimento metro m Comprimento ou distância | quilômetro * km Corrente Elétrica ampêre A Energia joute 3 Energia watt-hora Wh Força newton N Fregiiência hertz Hz Massa quilograma ou grama kgoug Poténcia watt w Preto | pascal Pa Resiméncia Elétrica hm o Temperatara | gras Catu [x Tempo bora minuto segundo demin:s reostoctártos foda v Velocidade metro pot wegundo ms Velocidade quilômetro por hora tm Volume metro cúbico m Volume ou Capacidade | tira | f POTÊNCIA REATIVA Fale e escreva corretamente a unidade de medida, conforme quadro geral do Sistema Internacional de Unidades - SI, adotado pelo Brasil oficialmente desde 1953, pelo Decreto Legislativo número 57, ratificado pelas Resoluções números 11 e 12, de I2de outubro de 1988, do Ministério da Indústria e Comércio, publicada no Diário Oficial da União em 21 de outubro de 1988, seção 1 20525 a 20533. Esta unidade, assim como todo o Quadro Geral do SI, é adotada por 46 países, onde constitui objeto de recomendações técnicas oficiais e normativas, como a DIN 1301 Part 1, de 1985, da Alemanha. O Sistema Internacional adota a unidade var para a potência reativa, com simbolo var, constituído por três letras minúsculas, desde 1908, por ocasião das Conferências Gerais de Pesos c Medidas, realizada em Prof Márcio Antônio Sens Londres - UK. Potência Reativa x Potência útil o Potência reativa Q (var) E o ] Potência aparente S (VA) 4220Hz 220V 1. ,3-60Hz 220V L2. L3 p123] []]] a rw kz 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 (SO — 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. Simbologia - Fontes de Energia | Linha de distribuição | É Linha de distribui imária MT 1 ro i Tê Porn ] E secundár 110V/220V d rmador 1 Transformador elevador abaixador al a, Fonte de ; Produção: energia ;22kV | (O 127v 12200 a80V/440v, Consumidor MT Industrias. comércios agricolas = Componente: Capacitor eletrolítico Símbolo gráfico do Capacitor eletrolítico Fusível ligado em 600V que suporta 804. Esse fusível diazed tem um indicador para mostrar se ele está bom. A parte que encaixa varia de tamanho de acordo com o quanto o fusível suporta, justamente para evitar erros. Um fusível retardado é um fusível que demora pra queimar, é ideal para motores. Esse pino de cima salta para fora quando o fusível queima, assim você identifica facilmente. Existem fusíveis ultra rápidos que é próprio para abrir rapidamente. +07 1 31 5 ma si7 2/46 | S2EA pa Fina 7 jA1 KO] AZ s Diagrama da potência Diagrama de comando 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 ve Vi v3 Rt Wvr A R2 Cyy toy a El 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 | eoV7 é um varistor. *Neutro não tem tensão em relação ao terra, e para dar choque é preciso ter tensão com relação ao terra. Simbolos Descrição Capacitor variável com dupla armadura móvel. Tr Nota:C1=C2 + Capacitor polarizado variável não linear dependente da temperatura. o + Capacitor polarizado variável não linear dependente da tensão. v k Capacitores variáveis com acoplamento mecânico ANAL Indutor com núcleo de ar. Simbolo geral EVA, Indutor com núcleo de ferro laminado Fesam Indutor com núcleo de ferro com entreferro k NM Indutor com núcleo de ferrite O indutor se transforma em um reator (reatância). eu Indutor com núcleo de cobre Indutor com núcieo de ferro laminado e com blindagem eletrostática ligada à massa Indutor com blindagem de cobre e ferro Indutor com derivações Indutor variável continuamente Indutor variável com núcleo de ferro laminado Indutor de ajuste predeteminado com núcleo de ferrita 3 60H7220V u 2 60H7220V Ll— 12 Fl 13 F F1,2,3) 1 135 138] 2 K NA Kz dg 2/4] 6 286 sai | sta 13 13 mr KZ 14 14 ECT] z J K u lviw 2 fo da Ai cg x k2 MI (Im sa Az Az 12 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. Conectamos o vermelho no positivo da bateria e o preto no negativo da bateria. Se conectarmos errado o sinal vai aparecer negativo no multímetro, mas não da curto-circuito nem nada do tipo. Tivemos como resultado 2,7V, o que significa que a bateria está descarregada. à Conectando os fios ao contrário o sinal aparece negativo, como mencionado anteriormente. Para ligar na tomada precisamos mudar para AC e aumentar o range da tensão. O perigo é se colocarmos em DC e deixarmos na escala automática (em mV), o que pode queimar o instrumento, então precisamos ajustar o range. Está dando 212, então deve ser uma tomada de 220V. Obs.: As ponteiras presentes nos cabos tem uma proteção que podemos retirar para encaixar na tomada. Se você for medir resistência e a escala não estiver correta, pode-se obter muitos erros. 0 Vensão(V) titecrar Valor Médio Valor médio positivo Valor Médio Retificado Alguns instrumentos você coloca em corrente alternada e ele retifica o valor médio. Tempo (ms) Measured Values from a voltage channel Single Channel: A Values: Ti U o U=: | usdt [Val RMS Values: 2 Uns = - [ud Ve] Rectified Mean Values: e li k Ui=— lat [Vm) Positive Peak Value: Up. = Unaxty [Vos] Negative Peak Value: de U=Us [46] Peak-to-Peak Value: Usp =Unary-Umnty [Voo] Form Factor: E Fry=Uaus/ 0] Crest Factor: Fou = UnadUrus e - À) 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). current channel [An] [Ame] = E pp i E | fioldt [Am] los = max [Ap+] ip = min (9 [Ap] log = mae = mi () [Aço] F=kygiil EE EV SR to a ao 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 teriaa 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). 1 T Vem =P Medição de corrente alternada ISSA AS)r<6007 () => CARGA 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). Aterramento para segurança CARGA CARGA 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). AS )V>600V Medição de tensão alternada ———» JÉ 13,8kV-115V CARGA k 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). 2» Ca 400 4 gs 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. As 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. ABB Ltda. AV. MONTEIRO LOBATO , 3411 PRIDID cueRúlsos TS Pndca — saca TRANSFORMADOR DE POTENCIAL INDUTIVO TIPD[ EmECI4S |] nº[ cos5 ) ano DBS O | U. MAX 145 ev USO[ EXTERNO ] N1[275 7 650 7 —Juv eo JH GUI 2] 44 pum P.TERM.[ 60 Jva FST. CONT. /305 12/15 ] TERMINAIS |U prim. <V) Rn U see. €V) EXATIDAO e IX2 - 1X3 | 1380003 [1200 + 1] 115 7/3 | , 50209 1X1 — 1X3 | 1380004/3 | 70011] 115 1 SA, exe - 2x3 | 1380003 | 1200 115 7/3 | 9,3p200 exi - 2x3 [1380003 | 700 :1] »115 8 CARGA DE EXATIDAO SIMULTANEA 400 VA x] TIPO aLE MASSA GLEN IST Tkg me v. 6LEO t MANUAL [2GDV 416 002001] ,, M TOTAL 900 Tio exmcenoivenofoccim = se sassros] E Temos acima a placa de um transformador com uma bobina primaria de 145kV. Obs.: todo transformador é indutivo, mas chamam de transformador indutivo quando ele não tem capacitor, quando tem capacitor chamam de transformador capacitivo. O nível de isolamento de impulso (raio atmosférico) é 275 / 650 kV. Possui frequência de 60Hz e potência de 800VA (potência baixa), embora ele pese 900kg (ele não tem finalidade de aumentar nada, o intuito é reduzir). Ele suporta uma tensão 1,5 vezes maior que sua tensão nominal por 30 segundos, e suporta 1,2 vezes mais tensão continuamente. A exatidão dos enrolamentos é de 0,3% com uma carga de 200VA. A carga de exatidão simultânea é 400VA (significa que pode ligar os dois enrolamentos em 200VA, simultaneamente). Ele pode comportar até 167 | de óleo. Obs.: essa não é uma placa finalizada, é uma placa de um transformador enviado para teste. A placa finalizada contém algumas observações. 954 ACmovementrange Ao lado temos um transformador de precision . step-: corrente, na parte superior “ráo? «na P da figura, em série com a ng otage Q a cs carga. Para medir a tensão SOUTO Naa, [sk] ele colocou um transformador de potencial, na parte inferior da imagem (transformador PT de potencial é diferente de transformador de potência). 0-120 V AC movement range o transformador de corrente precisa passar o fio em série, então € precisam ter dois terminais, (no caso, todos representados do lado AE - direito da imagem), e os ) Ê transformadores de - potencial ligam entre fase e E ” 44 terra, então só precisa de o y sã 4 bo - um terminal (todos do lado esquerdo). Sabemos que todos os transformadores representados ao lado são para uso externo devido às ondulações na porcelana (barram a água da chuva). Se tivermos algo parecido com o transformador de potencial, mas sem a base, pode ser que seja um para-raios (serve para proteger o transformador de raios). *TPI - transformador de potencial indutivo. *TPC - transformador de potencial capacitivo. 100 mem Rº, R UU nho Técnicas experimentais AM tm Técnicas experimentais (a) A bateria, o fio, tudo tem uma resistência (incluindo o contato), e somando-se tudo, a resistência fica altíssima, e é aí que está o problema (no caso deste experimento). O modo correto é conectar o voltímetro dessa forma, pois você mede a tensão apenas no objeto. Do outro modo ele pega a tensão de todo o circuito. O contato do voltímetro com o objeto não interfere no resultado. Se houver resistência, começa a afetar o resultado. E Ly Hoi Multisim O fio vermelho indica que não há resistência, é um fio perfeito. Se você tentar ligar vai dar erro, como é possível ver abaixo, pois o circuito sempre precisa estar aterrado. MOU Smulste Tapster Jock Eeports Qptom Nindow Elep alaix ”, POBEScB- De di o e in seit — “|? 8"| mm tUnDo=00X% 3|%1 rumo ; = TE 7 l [A RES 7680 q Comsistency check emar x Ed ” bros Me cast rot grandes lg Srdaton requres at et cre ground tw a ld Er z CEEE EESEE) TIA 3 [sá | a IEA Pal] [Les Multimeter-XMMT x HI 4 : Precisa clicar no = multímetro para = + - aparecer o resultado. Seta e R1 || Teso Multimeter-XMM1 x R3 8.460 8.460 Le 7680 Multimeter-XMMt x E EB Designt* O botão “ohm 2 W” significa dois wires (dois fios). Para usar a configuração correta é necessário mudar para 4 wirres (shift + 2 W). Em (oa ga el No caso ao lado usamos um fio e uma técnica incorreta para medir a resistência, por isso o resultado está errado. Posso deixar o instrumento injetando | corrente, mas preciso de mais dois fios. E) E Esta é a configuração correta. R3 8.460 1 € |O E = = a ê Instrumento com quatro mb? o” y fios = cd P, 7 Ê 2 f E ê ê Ê Ê PB E. AE r A q3 [ Termopih À Termopi as ) Nesse caso o circuito teria uma tensão fixa indesejável (será feito na Rx aula 07). Colocaremos “baterias” e iremos descobrir a resistência. Pilha eletroquímica Proteção ua [5 o] FADO 2ômão TeclanA o AMP Somohm Incandescente [VoSoroa EM E=) É qw (ce tomo = Fonte | (CT tosohm Bateria de 12V e uma resistência interna de 20mohm. Introduzimos outro elemento de circuito para proteger (fusível de 1 A), isto é essencial! Aula 08 J [E R1 — AMA Tocla=A 8450 DC 1e-0090hm lv =200v R$=V/1=-1,354/-23,627 = 0,0573073 eee Corrente| Tensão 6,367 2,296 5 8 10 2 “ 16 N/A o E E ==== 1 | 0n6io | 2007 * Aula 06 de julho - 2021 2 [05790 | 2209 3 [0690 | 220 || E = 4 | 1,051 2216 ã 2 5 [ 1288 | 2219 Em 6 | 2233 | 2233 Eis festa dueto 7 [2823 | 2242 8 | 5186 | 2278 ' 9 10, 13,46 2402 Corrente I(A) 2,1999 0,01503 | [ = Resistência] R = Avi = inclinação da reta 0,99997 mjm|> Fonte N 10.5 np Bs 156 E tência esperada, 192 obtida por correlação ENNEIEI us 267 9 A 2999,923 B 0015 Título do Gráfico 302 . 3000 b-= valor da resistência R (delta Videita D) =D MARES eee com ponto e não com vírgula M ur R1 o AMA Tecla=A 8450 DC 16-0090hm R2 k $15ma vz | 1v E Com o sistema montado e com a chave aberta, não há corrente. u1 p= R1 Es ANA mt 8450 Ou are cum Cos + Comenta de Bammento.. R2 tv ee IEER $15mo amena. cumaa temem 3 vz Ji 1V I uv | DO et te mr reescrita É R2 Com 10kOhm de fuga você faz com que a chave fique imperfeita (sistema real). A fuga ocorre devido à imperfeição do material isolante. Na prática a chave é fixa em cima de um material isolante, e esse isolante conduz alguma corrente, mesmo que mínima. Ele pediu pra fechar a chave e testar a lei de ohm, ver que resultado vai dar, pegando a tensão e dividindo pela corrente, respeitando os sinais, como mostrado abaixo. Colocando um fusível: Sima Em 4 uv R1 Ve Tecla zA 8450 DC 1e-0090hm s2 8 seconewn Comgonere o x de pa mo ES A TES: se em E Pas Asdrofe | dm: Ij IL Espeto furo FE fe ssa dle +) [ B Eicomponentes 13. Buscando dussca da resncia com uma feto poraea | Prometo [spas] us Eu ur Bi Tecla=A 8458 ecla = AME: DE 1e-0090hm J2 ass Loo Key = Epaço = es] Key = Epaço Ri il 1v Se a corrente subir muito, ele derrete: iu “ u E ve VW Tecla= A 8450 EAN: DC 1e-0090hm s2 CE = Mm R2 Key a ppaço =7v $isma uz e T [rea os v2 Key = Epaço pt 1 M us us R Tecla=A Basa ocla = Macae DC 1e-0090hm s2 — = MA R2 es e Re) = Epaço it 1v Com 3,5V o fusível não abre. Fazer esse circuito: Proteção Sucai us 20mO Tecla= A Same Sôm0hm Incandescente = Em O E [ct tomohm sz 40w Tecar8 Para montar um circuito com lâmpada: Vcorga CC 10MOh 1AMP O tomohm 20mo Tecla= A v 8 stecione um Commgoneres Banco de cac Congecesme R asa] — — care fes e sa TS] 1 [ ES | e ES | ár ente es da ção in Componentes 1 Buscando Jc de rência com uma anta paacta” | Creraveneca E) Pjest] Colocando o circuito para rodar a lâmpada precisa acender: Rintema ne Geral te 17 Teclas A [mm] I.AME somo Incandescente (carga EE non sz m Y q (Ce t0MOh a A resistência interna da lâmpada não pode estar muito alta se não ela não acende. Ele usou 50mOhm. Use mis x rmtria Proteção êial ES Fame ces desrmação! FE ss à e Dra eme | Mearga n Nemerai Macraa (Vota): = Le a | Incandescente Aoc teima Qt [E] I KE)ev l É PDD ce 10mon Ey 20m0 1 ao Tecla= A dv | Fonte [cc tonohm São as fugas de corrente que geram flashs nas lâmpadas [Ez] o Ay) ste | o Aula 09 ca Amperímetro 50mQ Key=A Ame DC 50mOhm Voltimetroz DC 10MOhm 12v Voltímetrot co. Incandescente vi DC 10MOhm Key=B =42v — | Isolação (XLPE) 90ºC; — [ Blindagem da isolação; Blindagem metálica — Formada por fios de cobre nu 6 mm; Bloqueio longitudinal e radial da blinda, | Fios com defeitos ocultos Cobertura: Capa | de polietileno ST7 (bloqueio radial) com pedido da Prodiel FIGURA 9 —- SEÇÃO TRANSVERSAL DOS CABOS AVALIADOS EU RT r (89% | Resistência Elétrica 5 q | E 2 Total da Blindagem g 44 1 ' sas Cogduspar 3 15 1 E Eta de Ade = N £10 Blindagem) $ 6,18 Pi di 5 E 3,20 3,76 351—| o o |] 400-01 40002 40003 50001 50002 50003 MA Sens-32/08/2019 11:05 Eletrobras Resisencio fos Bindagem-2 ls Amostra de Cabo Cepel FIGURA 24 — RESISTÊNCIA ELÉTRICA TOTAL DAS BLINDAGENS Este ensaio, de laboratório, sem retirada da capa, pode ser repetido em campo, para identificar a integridade ou não das blindagens condutoras. Aqui, as três amostras de 500 mm? mostraram-se íntegras quanto às blindagens de cobre, mas as de 400 mm? não. Nas duas primeiras havia rupturas de fios de cobre. (M.A.Sens - 27/04/2021) Nesse de cima foram unidos todos os fios, estanhados com solda e então feita a medição da resistência deles (medição por malha — quanto maior a resistência, significa que o fio pode estar partido). AM -Mçs) (1430-1270) S= Comprimento 31480 =0,0050825921 VALOR NUMÉRICO 0,005082592122 Algarismos - significativos podem falsear os resultados. Impedância CESSA — A E=RE je) guita ZA “0 30 & MALA ay Fo 100v Nesse circuito a potência é perdida apenas no resistor. Fator de potência é a relação entre a potência útil e a potencia aparente (não utilizamos o ângulo). 0=P.X (var)=2".4=16var me nm mr + SELL *pu é uma maneira facilitada de AMA expressar os valores de potência, corrente, tensão, etc. em que a maioria acaba dando 1. Então foi f V=I.Z feita uma simplificação e até hoje 42 30 Z=100 1$2 usa-se muito isso, para facilitar contas feitas à mão e de cabeça. Transformador com 1pu é carga plena, 0,5pu é 50%. 10% de queda E=JE=5=18=H =1ssea] é 0,9pu. Uma corrente de 38pu é 4 22,57% 1 º263A Ir60A uma corrente muito alta, 38 MNA NA vezes a nominal (curto . NA ANAIA WEVV circuito). pu: valor relativo. x R FP=0,8 curto Vnz 1 pu P Para circuito paralelo o diagrama vetorial tem a tensão como referência, mas vale a mesma relação para o FP. A 12mF 120 Vrms 60 Hz 0º Fonte AC te-0090 PE MW Na aula que vem montaremos um circuito para medir a potência. Aula 10 Lv a a) (e do eh ma! avo 4i> Ent R2 23 8.450 + u vi RR E CA 10MOhm se EEEERER u CA 10MOhm 1 120 Vmms 60 Hz o TE” ni as = += 120 Vrms. ca | 40mH Ac-)240 Hz mERa e | A 0º 10mH Aumentando a frequência a reatância aumenta e 120 Vrms consequentemente a E Hz corrente diminui. Obs.: Fonte Apertando ctrl+] o Multisim cria um ponto, permitindo fazer essa conexão: AC 1e-0090 [sy 1 a AmH AmH ai R1 RI k di gue des 120 Vrms (e Hz =/ 0º aquele “Trig” estava ativado, aí basta apertar shift + single. Medir o resultado para cada quantidade de cargas: Carga o Corrente | Tensão ao o 120 Aula 12 Corrente | Tensão || amy T T ] Carga (A) vo 12000 ET o Es o 7,3000-06| 12000 || Enssk [E | Gus 1 0,83328 | 11999 || Eos pes | “usas | Y =-0,0114x+ 120 | 2 1,6660 119,98 ns Rº=0,9946 | es [LT mn 3 2,4990 119,98 | o TR o a s donde span Corrente I(A) 4 33320 | 119,97 | - 5 41650 | 119,95 6 49980 | 119,94 Resultado da aula anterior. Para colocar a reta: Clicar com o botão direito nos pontos e exibir linha de tendencia, selecionando para aparecer r?. c Corrente | Tensão nos = arga IA) vo) iam E noso ana — 0 |73000E-06] 12000 | ros sa É uso l 0,83328 119,99 E nos 2 noss | Y =-0,0114x + 120 EEE 2 16660 | 119,98 e aaa = s Ed Ea 3 24990 | 119.98 nm ! | | ! | | é 33320 | 11997 Corrente 1 (4) > 41650 | 119,95 ú 4,9980 119,94 z- Encontramos o resultado procurado (Z=V/1). Exercício Determinar a impedância de um sistema de aterramento elétrico, como de um cabo terra ou de um cabo de para-raios. A primeira coisa a se fazer é medir a impedância da tomada. Esperamos que a fonte seja baixa perto da resistência de terra. x | Pares Fase A 6) 10W PD 1 120V RA Tecye E R I EO e Doo O = * I Tec D | 120V o ia GERA, oo h qe E 420 V : E ) TO Téta=F 420V R2, 10.50 RAtere Para-raios Pino Fase de x uma tomada Lá | [ o to ESTO s5 R1 x] [9 [2] 18 mms oE ima mm — = 8 E (120 Vrms. A 60 Hz =) Pino Neutro de R2 a uma tomada Resistência de 31050 aterramento procurada cargo | Corrente | Tensão e E Esse resultado diz que o A | YM SEE To "para raio está condenado, º 1mo em | 4 ã - p= ou que há alguma falha. No : MS | E 9 y=-10,51026287x + 1200000104 | nosso caso não é falha. 2 1047 “a Rº = 0,9999997 j x 2 1Asa 104, LS Importante: Atenção a 3 2881 98as ou su ss » ss « conexão do voltímetro, ele 1 + Comente 1 (A) . s 2 | os precisa estar conectado Essa é a maneira mais correta de se medir a impedância de para-raios. vi (= Joo Hz To Pino Fase de uma tomada +,120 Virms Pino Neutro de uma fomada entre as chavese o terra do para-raios, não é para conectar perto do multímetro. Para-raos R2 Resistência 510.50 aterramento O pino neutro normalmente é bem dimensionado pelas concessionárias, então dá uma segurança na medição. O que queremos medir é o que está do lado direito. 1500 Não podemos 1000 ;—KIT-01 fazer V por |, se as fizéssemos isso = sd R=39,37 + 0,42 uO encontraríamos e. resistência suo negativa E -1500 » E 2000 — Obtemos a Y = 39,3690038x - 1009,2886156 aan -2500 x — resistência a R'=0,9801601 . -3000 $ | K| LT partir da 5500 E ' inclinação da reta sesseas O S do gráfico VI. Fugl304xls Corrente (A) 2500 2000 — KIT-01 1500 & 1000 + Ea = R=38,8656 + 8,5E-3 uQ A Rá = "500 Ti Pad E) Em = -1000 E eo OT y= 38sG56213x - 2,8305367 o A Rº=0,9999916 -2500 | | -60 -40 -» 0 20 40 0 MA. Sens-10/10/2013 10:37 pipizaa as Corrente (A) Depois o resultado encontrado foi melhor. (Experiência Fusão de Condutores) Nesse transformador abaixo foram usadas poucas espiras e um pequeno condutor. A corrente era alta (amperímetros digitais, precisos, costumam medir até 5A), e para medi-la usou-se um transformador de corrente. 4=0,77mm 0,67 x 80 =53,6A Como mediu 0,67 A nós podemos obter a corrente real, como mostrado acima (80 é a relação dos valores real e fictício da corrente). A resistência de isolamento é da ordem de mega a terá ohms. Medimos essa resistência entre dois eletrodos que estão isolados. A resistência de isolamento serva para checarmos se podemos ligar o transformador. Obs.: Se houver umidade o transformador pode queimar, então é preciso “secar” (usa- se algo como um secador gigante). O núcleo é interligado com a carcaça (estrutura do equipamento). Você precisa esperar um tempo para carregar o capacitor para a leitura dar correta. Medição da resistência de isolamento de um transformador de quatro enrolamentos A A Line Guard c Cc, Ground A conexão de guarda é uma conexão entre o micro amperímetro e a fonte, para você puxar as correntes indesejadas direto para a fonte para que não passem pelo micro amperímetro. Medição da resistência de isolamento de um transformador de quatro enrolamentos As bobinas que não queremos medir, interligamos e ligamos elas no guarda (nesse caso o que será medido é o roxo). Corrente 1500 a 1000 V k MN Guard Megôhmetro Db D1 Nesse caso queremos medir a corrente apenas entre Ce C1. Medição da resistência de isolamento entre primário e secundários de um transformador A função do guarda é desviar as correntes que eu quero analisar direto para a fonte. O que volta pelo ground é PE o que não é medido. AB Der! -ttstroms - Dessgnt 7 E E) Es íies| Poce MO! Souls Tagrier Job Bepots Qptcos ifiredom Eis tem | Ta = nie E | Para colocar = o retângulo tracejado Aee Hieranchcat Block Fo bferarchucal Block trom fe Cute Reglace by Meranchical Block. Coto Snatedt Me Suocircut [e Eegiace by Scree [a wT. TE pula GL Ri=7 = 107 = 10MQ Era pra estar dando Giga e não Mega pois queríamos a resistência do ramo direito. Está dando Mega pois ele está medindo uma corrente que não queremos, e consequentemente, calculando a resistência do voltímetro. Aula 14 Continuando o exercício anterior, para corrigir este problema precisamos usar o guarda, por isso alteraremos as conexões de modo que fique: TE Fmsaínca Nm - Resina 7 - É | em | ão | Ei = Essa + + + Cabos e suportes isolantes Fonte - Hi-Pot DP TRIPURES E 1 | H | 1 | | | Objeto sob Teste | | Aterrado | R1 I I Ss o | 22500 I | i | RO | E I uz I aa | Rê I DC 10MOhm I | oca: | | I I I 1 | I I | Guarda! | l I 1 I I ih A dr Í Fopier Hárros EM Cabos e suportes isolar pane e 1 T F | | | | | | | Objeto sob Teste Flutuante I pi I | sesta oe<] 2500 a | | | [EE nigRd qi) I ! u2 | | sGn ! | ! l DC 10MOhm I a | I I | peito i | | EE | ] Guarda À | a | 1 I Ji I 1 I L I I I | I I I | I I I I L Se tivermos um objeto flutuante (que não se liga na terra) nós podemos conectar direto no Low da fonte. Essas fontes Hi-Pot tem um High, um Low e a carcaça, a carcaça conecta a terra e tudo que vai para o guarda não é medido. E — T Fa= -[rio.dr Ele revisou potências de circuito de corrente alternada, r 0 * apresentando valor eficaz. 1 E e gia Im = )=]POdt Su JE o gu = | EE To 5 oo 2 mu É o2 e s s s 8 L Exercício: Um sistema de aquisição de dados gravou os seguintes valores de tensão e de corrente da fase A de um circuito trifásico na frequência de 60 Hz. Determinar: Valore máximos e médios da tensão e da corrente; Valores eficazes da tensão e da corrente; Potências da carga, em VA; W e var; Fator de potência da carga; Mostrar os sinais de tensão e de corrente de forma gráfica com o tempo, em ms. Ferramentas: Excel e VBA. Function RMS(Vetor) “Elaborada por M. A. Sens -29/08/2013 - Curso UFF Excel 'Calcula o valor eficaz, raiz da média quadrática de um vetor vBA para fazer uma = Vetor. Count função para calcular o ma=0 For Each Valor In Vetor Sama = Soma + Valor * 2 Next Valor RMS= (Saoma/N)* 0,5 End Function valor eficaz no Excel. Para acessar o VBA basta clicar Alt+F11 dentro do Excel. É) Mecronctt Vin Bus fr Applications - Enerccio anbine de medidanato - Mio! Cód] — DD x . AF crquivo Estar Enio | inserir | Formatar Depurar Executar Ferumentas Suplementos Janela Apsda Inserir o módulo e E Brestimena.. -**. digitar o programa. Ao salvar é importante salvar como Pasta de Trabalho Habilitada o mddos E ces DS = OLE para Macros. End Funcrica Function RHS (Vetor) 'Calcula o valor eficaz da média quadrática de um vetor N = Vetor.Count Soma = 0 For Each Valor In Vetor Soma = Soma + Valor * 2 Next Valor RMS = (Soma / N) * 0.5 End Function Function Potencia W(Tensao, Corrente) *Determina a potência útil em watts N = Tensao.Count Soma = 0 ForI=1ToN Soma = Soma + Tensao(1) * Corrente(1) Next I Potencia W = Soma / N End Function Outra questão missies | t TIO sp 427 vms vi 60H E ND qa vms vz 60Hz a Sr RG 4º) az Yims TAMaTAL vo CHE s 1uF. 420º (3 k A: na: i6à x : 420V. 400W É) TAMO qe A matéria da P1 termina aqui. Aula 15 Ele mostrou um vídeo onde um liquidificador ligado em uma tomada X só liga quando um micro-ondas em uma tomada Y é ligado. Mesmo com o liquidificador conectado em X, se você ligar, ele não funciona se o micro-ondas não estiver ligado. Para representar o que está acontecendo ele fez o seguinte circuito no Multisim: a “ Am “ o o ge Tecla A TOW. 100W be o, (ema % —o— & toy. 1eom o Fechando apenas uma chave os aparelhos não ligam, mas fechando as duas chaves os dois equipamentos funcionam. Ele representou o liquidificador na lâmpada da direita. Uma forma de corrigir esse circuito para que eles funcionem separadamente, precisamos ligar em paralelo: a N s2 Liquidificador vi Tecla=A 120V Tecla=A xum3 Lgz 120 Vrms x 60 Hz azov [E + o Do 7 47 E [5] fe pia Uai x | mtação ce tr to rar Compotas demo M Tentou: [E niiaincador o—o Pesaro: [75] aergies vi Tecla=A i Liz + 120 Vrms | x] ua A )80 Hz ! 120v | l ES O Eme] Srçõo | aa Motores | Ir pone a qe mó) 8 ! er E Micro-ontias s2 1219 Motor 110 V, 100 W vi + 110 Vs ç e Hz Tocla=A [EO a — Mt Motor elétrico. Dé s vi Tecla=A 110 Vrms 60 Hz son) AS o Motor elétrico y Nesse caso o motor está com um excelente rendimento. Se você alimentar esse mesmo motor com 127V a potência passa a ser 133W, ele trabalha acima da potência nominal, então ele perde rendimento. Então se você comprar um motor de 110V e conectar em Niterói, ele trabalha com um rendimento menor. Os economizadores para motores têm sentido quando a tensão da rede é superior à tensão do motor. Se você tem uma rede de 220V e um motor fabricado pra 220V e usar um economizador, não faz sentido, pode até ser prejudicial. O economizador tem a função de baixar a potência do motor. É importante ressaltar que os economizadores precisam ser ligados em série com o motor. Tem motores que trabalha em vazio, então o FP é baixo, dessa forma eles ficam gastando energia à toa. Utilizam-se dimmers para cortar a corrente e evitar o gasto de energia, ele corta a onda eletronicamente (a potência fica menor). A forma de onda azul representa a corrente de uma lâmpada incandescente controlada por um dimmer. Além da carga resistiva ele está inserindo uma carga indutiva no motor, ligando um indutor em paralelo com o resistor, mostrado no circuito abaixo. Eu Motor elétrico os vi Tecla= 127 Vvms 60 Hz E EM E CIC Ea =) [8 44 t+ Colocando o economizador a corrente diminui: k ao Motor elétrico "ua ema vt Economizador 127 Vms 41 x Hz Esyr PE lo7 am A | bes Fala-se que diminui a energia, mas o que é reduzido é a corrente. Quando colocamos o capacitor o fator de potência melhora. AI k 732MO qu a EI 427 Vims vi 60Hz 2, sms (3 E oa NO 27 vems + sm E vz S0Hz | c e (Nm m e 12927 Vms ad 80 Hz Apr, N3 O cao (0) Sd c3 E : mA 1 420V. 100W É TAMA que — = [Se E cotqum. Quando estiver desequilibrado a tensão no neutro não é nula e a tensão entre fases muda também. Aula 17 Medição de Capacitância e Fator de Dissipação em Baixa Tensão —t- Capacitor ideal MNA Resistor ideal MMA * Capacitor real Aula 18 Potências em corrente alternada x & E 3 E Aparente >S (VA) = so E it 3 xo Útil > P(W) a E = 3 q e q E —— so 5 xo O fator de dissipação pode ser de O a infinito e o fator de potência pode ser de O a 1. Os dois representam qualidade de um material, ou o FP pode representar a qualidade de uma carga. Precisamos de tensão, corrente e potência, que são os valores medidos. OS é calculado a partir disso. Ensaio para determinação da potência reativa e da capacitância > *A tensão precisa ser sobre o objeto. O caminho vermelho é o terminal de tensão [2+ At O) Se fizermos isso a potência dará negativa, o que significa que a O conexão está errada. (= (2) ea A A(W) + Às vezes, na prática, o instrumento central já mede a tensão, corrente e potência, ao mesmo tempo. ci o dg Ex e EO Ao lado vemos um Wattímetro moderno que faz todas as medições que nos interessam, ao mesmo tempo. Ensaio em vazio u [E a Ê | Circuito recomendado Curto-Circuito causa incêndios: Verdade ou Mito? https://www.youtube.com/watch?v=c2MgcJArW-g = 1 Ru R2 12 | 10 UmH 10 2mH | Tensão 1 Nominal orar I 1 EE Uma E] a) ja | 2 = I 1 | I Aula 19 Transformador Monofásico Temos um transformador monofásico (uma caixa preta onde não podemos ver o que tem dentro) e de um lado entra uma tensão e do outro sai outra diferente. R$ 4 R2 12 E doom 1mo 2004H - Tt “2400 Vrms Doom EI 2400-240 V No ensaio de qualquer objeto precisamos respeitar o que tem na placa, não podemos fazer um ensaio destrutivo. Não podemos colocar uma tensão qualquer em curto circuito, precisamos colocar uma tensão que dê aproximadamente a corrente nominal (precisamos respeitar a corrente nominal) xi dm A V—- +1- ===" 0.00 Nrangtormador em curieoueuto: =. "+= I I LogRA- A al 176 om Ton | ! RE Ê Corrente nominal " 1 Peste] I a DÊ ! go Hz e E | som2 I LpSeem | I Ea 1 I rs | I Et | | | I T =— || Transformador monofásico 9.6 VA: 2400-240 V. | = sa = 4 Cortqeo = 1 ohm no lado de maior tensão precisa ser 100 vezes menor no lado de menor tensão. O mesmo ocorre para a indutância. A indutância mútua do lado de alta tensão precisa ser 100 vezes maior que a do lado de baixa tensão. Inicialmente estava-se medindo a corrente no primário e depois a tensão no secundário. O wattímetro foi ligado no V2, ou seja, tesão menor que tinha no primário, e a leitura vai ser a leitura vezes 10, então nesse caso 3802W. Isso é usado para calcular a resistência equivalente. mst A e A Aqui aV= ado == Ur Trap foro a CU eta Ri 14 R2 12 ANA a am tm 20H Corrente nominal vn mao ! T ! | nm | ! I | T RP 32855 CI 4019 Rr =R+R, =2,0340 Resistência total calculada, referenciada no primário. Quando não temos outra informação, consideramos as duas resistências iguais. O R2' é a resistência do secundário referida ao primário. ame do A av- ad Transformador em curto-circuito Ri R2 12 19 20mH tomo” 20H =s li 2400240 V I I l ! 1 T I 1 I | | I mn | I I Cod Corrente nominal || | I I I I I I I I Í T T L Em corrente alternada o valor encontrado deve ser maior. Em corrente contínua deve- se aguardar a estabilização da leitura. *O TRANSFORMADOR NÃO TRANSFERE CORRENTE CONTÍNUA (do lado direito temos corrente nula). Corrente nominal 2400-240 V E Em” DC 1040 A 2. DE te-gosohm TA Í l | Í 1 T | I 1 ! | t 1 tt | pg E = | I | I | I I t | I 1 l | T * “ 39,9994 Aqui foi colocado a fonte do outro lado. Vemos que a resistência resultante é 10mOhms. E no primário, seria 1 Ohm. Simulações de medições de altas correntes com instrumentos reais Configurações do Multímetro x E o O amperímetro do Configuração Eletrônica simulador vem Pesincadoameeimero( [1 [rã] programado para medir Resistência do voltimetro (R): Loo Te] até 1GA (instrumento Corrente do ghmímetro (0); ideal — fundo de escala). Valor relativo em dB (V): Para o voltímetro ele k mede até 1GV Configuração do Display (instrumento ideal — Fundo de escala do ompenimeiro QD; fundo de escala). Na Fundo de escala do voltimetro (V): prática, as informações Fundo de escala do ohmimetro (R): reais dos aparelhos são como mostradas ao Catar Cancel lado. Um instrumento realmede Configurações do Multimetro x até 5A e a tensão é medida A Configuração Eletrônica até 1000V. Quando se Resistência do metro (RJ: E fa ultrapassa esse limite o a a E ESaaaa a . a Resistência do voltimetro (RJ: [4 [oa instrumento não consegue à t = . . Corrente do ghmimetro (1): [na medir, no simulador ele boa apenas não mede, mas na Valor relativo em gB (V): [mv rática pode ser que o P P . q Configuração do Display E instrumento queime. Fundo de escala do amperimetro (): [5 E Premissa: O uso de A : r - transformador de corrente Ss SER LA E Fundo de escala do ohmimetro (R): [10 ES — TC não deve alterar a corrente a ser medida (significativamente). [| Cancelar Precisamos colocar um transformador para reduzir a corrente, pois na prática não trabalhamos com instrumentos ideais. Esse transformador de 800-5 A existe no mercado, é um transformador padrão. Desse modo, conseguimos medir, tal que: Não existe! O fator de multiplicação é 800/5=160. real, mede até 5 A. Existe! 8000-5 A x 1200 x 1600 XwWMI Ie vi Em ES LU d= A porvm 150mH 138000 Vrms 105, mw E 4V- 41 60 Hz Ma TT a o 138kv- Rue R1 + 200 EE al XMM2 x 1600 = pa io de em e. % 1200 sa o e se Circuito com o Wattímetro. Aula 21 B000-5 A x 1200 x 1600 XWMI a dj 1 tt! 150mH! +=, 138000 Vrms 105,7MW nu JooHz 1 24.00 138kV-415 V | 200 | ri | = + T2 33,3% resistivo) Exercício: Montar circuito de ensaio, no simulador, para determinar a indutância do reator. Utilizar frequências distintas de 60 Hz. Escolha qualquer valor de capacitor e compare os resultados com 5 (cinco) algarismos significativos. 120 Vrms 1000 Hz o [EE NI Os Cr deve +, 120 Vrms. Au )1000 Hz es e) Jo | Êo P=1,435W; S=IxV=86,834E-3x120=10,42 VA; Q=VS?-P? =10,32 var Aula 22 E BEE ma — E a xmm2 vi DC e dé] = [pe ros sera TE ao + pe R1 a o 5 tes cone | 90.0: dee EG” ms P=1,435 W; 217.85mH EI S=IxV=86,834E-3x120=10,42 VA: Du =/S?-P? =10,32var Foram calculados os elementos série para substituir no circuito 8 é xi Ex poa Va 86,808 à mma vi moro SiS + q fre DR | 1 Von R1 x EN 120 Vrms eo cre | 190030 [2iA” Pa ag: ú =. - 1,427 W 217.85mH E | = “e =" 120 V (Ea. Parqlelo 1,435W 86,834mA 120V [ Eq. Série 1,427W 86,808mA 120V Para série e paralelo os resultados foram semelhantes. O objetivo era que fossem idênticos, mas os resultados foram bem aproximados, esses erros são erros reais decorrentes da medição. M +, 120 Vrms me 1000 Hz =/oº 420 vem 1000 Hz e 120 vrms 1000 Hz o 217.85mH va X F “u ” Tech=A 190.030. 10mH Tensão E l XMM2 e R1 * tono or 1 to Corrente 1000mVimA +51 E Teclas A == o s2 fator de potência 0,9 resulta nesse gráfico do osciloscópio. Visualização de sinais de tensão e corrente em osciloscópio. Tensão R1 190.030 100mH 5 Ê Corrente 1000mVima. Fecia A O osciloscópio não mede o valor eficaz, então para obtê-lo é necessário multiplicar por raiz de 2. CM AEE Terminais W1-W3 - H1-Terra + disjuntor 'emperatura ambiente de (23 + 2) Lá f Curto-Circuito - Relação 1200:1 EE EE [a Le PRI] EEE PRM ama 420.04 Sings 4 PRE som Ay20.0M a [ET En ER | PR RO EI IRA ERR) PRETO PR PL TEM PRE) Aula 23 — Revisão Esta unidade, assim como todo o Quadro Geral do SI, é adotada por 46 países, onde constitui objeto de recomendações técnicas oficiais e normativas, como a DIN 1301 Part 1, de 1985, da Alemanha. O Sistema Internacional adota a unidade var para a potência reativa, com simbolo var, constituído por trêshetras minúsculas, desde 1908, por ocasião das Conferências Gerais de Pesos e Medidas, realizada em Pro Márcio António Sens Londres - UK. A unidade é var, não é volt-ampêre-reativo, é var! Por extenso também é var. Usamos isso para simulações, mas na prática não há essa divisão de resistência e indutância. Para modelar usamos um resistor perfeito, sem indutância e um indutor perfeito, sem resistência. O ponto entre eles não existe fisicamente. O mesmo serve para o equivalente paralelo. Dados I;VeP>S=V-I Tensão|Corrente| Potência Paralelo (V) (A) (W) 240 23 90 , R x Tensão| Corrente Potência (V) (A) (W) 240 23 90 Fator de Potência Impedá: | Tensão) Corrente! Potência (V) (A) (W) IxXs = Vx IxRs=Vr Não podemos usar um voltímetro para obter Vr ou Vx, são valores calculados. A impedância total continua a mesma que na em série, mas as resistências mudam. Plural de nomenclaturas: Devemos respeitar o algarismo que antecede a vírgula. No caso, se for 1,1 volt, o correto é deixar no singular. 1,5 milhões ou 1,5 milhão? A grafia correta é 1,5 milhão, com milhão no singular. Isso ocorre porque devemos usar o singular sempre que o número que estiver antes da vírgula for 1 Elementos de circuitos elétricos Agr Fusível Trafo trifásico z ro IN Chave Unipolar [ > 3 ã Í ao