ensaios e medidas

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Grandeza é tudo aquilo que pode ser medido.
Grandezas Fundamentais da electricidade – Unidades SI
Grandeza Unidade Símbolo
d.d.p. ou tensão eléctrica Volt V
Intensidade de corrente eléctrica Ampére A
Resistência eléctrica Ohm Ω
Múltiplos e Submúltiplos
Sucede por vezes, que a unidade adoptada é muito maior ou muito menor do que a grandeza a
medir. Assim, teremos de usar submúltiplos ou múltiplos dessa unidade.
O quadro seguinte indica as designações de alguns dos prefixos mais usados.
TIPOS DE MEDIÇÃO
A medida do valor de uma grandeza pode ser obtida por dois processos distintos método directo
e método indirecto.
Método directo: Quando o valor da grandeza nos é dado imediatamente pela leitura do aparelho
de medida. Por exemplo, a medição de intensidades com o amperímetro.
Método indirecto: Quando o valor da grandeza a medir é obtido a partir da medição prévia de
outras grandezas de espécies diferentes, com as quais está relacionada, estamos na presença de
uma medição indirecta.
O método indirecto está sempre associado a cálculos e à aplicação de fórmulas.
INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Os instrumentos ou aparelhos de medida têm todos a função de medir em cada instante o valor
da grandeza.
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Tipos de aparelhos de medida: Analógicos e Digitais.
Analógicos: efectuam a medição através do deslocamento de um ponteiro sobre uma escala
graduada.
Digitais: Indica-nos directamente o valor da grandeza a medir através de vários algarismos ou
dígitos.
Podemos por outro lado, classificar os aparelhos de medida em três tipos:
Aparelhos indicadores: apenas nos indicam o valor da grandeza medida.
Aparelhos contadores: além de medir, totalizam (contam) o valor da grandeza ao fim de um
certo tempo (por exemplo os contadores de energia eléctrica).
Aparelhos registadores: a grandeza medida é continuamente registada em forma de gráfico. É
vulgar este tipo de instrumentos, por exemplo, nas centrais geradoras de electricidade.
PARTES CONSTITUINTES DE UM APARELHO DE MEDIDA ANALÓGICO.
Índice: o índice de um aparelho de medida é o nome genérico atribuído ao ponteiro cuja posição
sobre a escala nos indica o valor da grandeza a medir.
Escala: a escala representa o
conjunto de marcas sobre a qual
se observa a posição tomada pelo
índice.
Numa escala linear, é constante o
comprimento de cada divisão em
toda a sua extensão.
Divisão da escala: é a parte da
escala definida por duas marcas
consecutivas.
Campo de medida: É o valor máximo da grandeza que o aparelho pode medir (situação em que
o ponteiro está no final da escala). Há aparelhos com um só campo de medida ou com vários
campos de medida.
Factor de multiplicação da escala: Quando um aparelho tem vários campos de medida e dispõe
de uma única escala é necessário determinar os factores de multiplicação, isto é, os números
pelos quais é necessário multiplicar as leituras para se obterem os valores da grandeza. Esse
factor determina-se:
Exemplo:
m = valor máximo do campo de media
valor máximo da escala
Campo de medida Factor de multiplicação
0 - 6 V 6 / 15 = 0,4
0 - 15 V 15 / 15 = 1
0 - 30 V 30 /15 = 2
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Se a escala fosse a representada na figura, quais seriam os factores de multiplicação para os
campos de medida: 0 - 6V, 0 - 15 V e 0 - 30 V?
Qual o valor da tensão indicado pelo índice para os três campos de medida?
Valor da menor divisão da escala: 1 / 4 = 0,25 V
Valor indicado pelo índice: 12 + (2 x 0,25) = 12,5 V
0 - 6 V Þ 12,5 x 0,4 = 5 V ; 0 - 15 V Þ 12,5 x 1 = 12,5 V ; 0 - 30 VÞ 12,5 x 2 = 25 V
Classe de precisão: alguns aparelhos de medida são mais precisos que outros. O grau de
precisão é determinado pela sua classe.
Valores mais usuais de classes de precisão:
≤ 0,5 Instrumentos de alta precisão.
1,0
1,5
2,5
Instrumentos de média precisão
> 2,5 Instrumentos de baixa precisão
Símbolos para quadrantes de aparelhos de medida:
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Símbolos indicativos da natureza dos fenómenos que intervêm no funcionamento dos
aparelhos de medida e símbolos de alguns acessórios:
ERROS DE UMA MEDIÇÃO
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Uma medição implica sempre um erro por mais preciso que seja o aparelho de medida
utilizado e o cuidado posto na medição pelo operador.
TIPOS DE ERRO
São vários os factores que nos impedem de realizar medições exactas. Esses factores conduzem-nos
a erros que podem ser de dois tipos: erros sistemáticos e erros acidentais.
Erros sistemáticos: Os erros sistemáticos são aqueles cujas causas são quase sempre as mesmas,
afectando o resultado das medições sempre no mesmo sentido.
Resultam fundamentalmente de defeitos dos aparelhos de medida utilizados (escala mal
graduada, fraca qualidade de construção).
Os erros sistemáticos não podem ser eliminados. Para os reduzir, devemos utilizar aparelhos de
medida mais rigorosos.
Erros acidentais. Os erros acidentais são imprevisíveis e devem-se a
causas variáveis (utilização incorrecta do aparelho de medida, leituras
incorrectas, má avaliação da menor divisão da escala, erro de paralaxe)
que tanto podem originar valores menores ou maiores que o “verdadeiro”.
Geralmente dependem do operador (pessoa que está a fazer a medição).
Erro de paralaxe é o erro que se comete ao observar a posição do ponteiro
de forma oblíqua, dado que o ponteiro se encontra, necessariamente, a
uma certa distância da escala.
APARELHOS DE MEDIDA ELÉCTRICOS
A identificação dos aparelhos de medida bem como algumas informações relativas à sua correcta
utilização obedecem a simbologias próprias.
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MULTÍMETRO
Aparelho de medida que serve para medir intensidades da corrente eléctrica (em DC ou AC),
tensões ou d.d.p. (em DC ou AC) e resistências eléctricas.
TIPOS DE MULTÍMETROS
Analógicos: multímetros que efectuam a medição através do deslocamento de um ponteiro sobre
uma escala graduada.
Digitais: multímetros que possuem um mostrador de cristal líquido.
Mostrador digital (visor) – através dele o usuário poderá ler o valor medido, e o campo de
medida seleccionado. Além de outras indicações como: bateria fraca, sinal contínuo ou
alternado, etc.
Botão liga/desliga – tem a função indicada pelo nome. Em alguns multímetros o botão
liga/desliga está no próprio comutador rotativo.
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Bornes de entrada – pontos de encaixe das pontas de prova.
Comutador rotativo - serve para seleccionar a função de acordo com a grandeza que o usuário
deseja medir, seleccionando também o campo de medida adequado para a medição.
Teste para condensadores – ponto de encaixe dos terminais dos condensadores para medir a
sua capacidade.
Teste para transístores – ponto de encaixe dos terminais dos transístores para avaliar o seu
funcionamento.
Entrada para sensor de temperatura – ponto de encaixe dos terminais dos sensores de
temperatura.
Para a medição de resistências com um multímetro a funcionar como ohmímetro há algumas
regras que se devem ter sempre presentes:
Não utilizar o ohmímetro para medir resistências que se encontram inseridas num circuito sob
tensão. Se tiver que medir resistências que fazem parte de um circuito, é necessário antes,
desligar o circuito.
Multímetro digital
· Introduzir as pontas de prova nas tomadas respectivas, ou seja, a ponta de prova
preta no borne COM e a ponta de prova vermelha no borne com o símbolo Ω.
· Seleccionar o campo de medida mais adequado. Se conhece o valor da
resistência (através do código de cores) deverá seleccionar o campo de medida
imediatamente acima desse valor.
· Ler o valor indicado no display (se a resistência estiver em aberto ou o campo
de medida seleccionado for muito inferior ao valor da resistência a medir
surgirá no display o digito 1).
· Ler o valor indicado no display (se a resistência estiver em curto-circuito ou o
campo de medida utilizado for muito superior ao valor da resistência a medir
surgirá no display o digito 0).
Multímetro Analógico
· Introduzir as pontas de prova nas tomadas respectivas.
· Seleccionar o campo de medida mais adequado.
· Ajustar o zero, sempre que mudar o multiplicador, curto circuitando para
esse efeito as pontas de prova.
· Fazer a leitura na escala respectiva (Ohm) não esquecendo de multiplicar a
leitura pelo factor de multiplicação da escala.
Exemplo: Se a chave de funções estiver na posição X1 e o valor lido na escala for 20, então
20X1=20 Ω (OHM). Se tivesse em X100 e o valor lido na escala for 15, então 15X100
=1500Ω, (abreviando 1500Ω = 1,5KΩ) e assim sucessivamente para as outras escalas.
Cada valor lido na escala deve ser multiplicado pela posição da chave de funções em Ω do
multímetro.
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Para observar o valor que está sendo lido utilize a primeira faixa da escala do instrumento.
Para obter uma leitura de maior precisão, seleccione a posição do comutador de funções Ω no
qual o ponteiro se posicione aproximadamente no centro da escala, onde a resolução numérica na
escala é melhor.
A escala dos ohmímetros está invertida em relação à dos amperímetros ou dos voltímetros.
Além disso, a escala está também dividida irregularmente (escala não linear).
Uma pilha, incorporada no ohmímetro, envia uma corrente através da resistência a medir.
Para a mesma tensão (da pilha), a intensidade da corrente através da resistência é inversamente
proporcional ao valor óhmico da referida resistência (I = U / R), em vez do valor da corrente
anota-se na escala do aparelho de medida o valor óhmico da resistência
+_
I
R= ?
O valor da resistência mais pequena corresponderá ao curto-circuito ou seja R = 0 W
O valor da
I = U
® R
=
0
resistência mais
R
alta tem como
I = U Þ I
= ¥
indicação R = ¥
0
(infinito). Naturalmente não passa
qualquer corrente pelo circuito (circuito aberto).
Medição da tensão elétrica com um multímetro digital a funcionar como voltímetro
O voltímetro serve para medir a tensão ou diferença de potencial (d.d.p.). É ligado em paralelo
geralmente aos terminais do gerador ou do receptor.
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Conexões do voltímetro
As pontas prova são encaixadas da seguinte forma:
DICA 1
No borne “V” utilizar a ponta de prova
de cor vermelha e no “COM” a de
cor preta, para facilitar a
identificação.
Tensão Eléctrica Contínua
(VDC ou VCC)
200 m – mede de 0 até 200 milivolts;
2 - mede de 0 até 2 volts;
20 – mede de 0 até 20 volts;
200 – mede de 0 até 200 volts;
1000 – mede de 0 até 1000 volts.
Tensão Eléctrica Alternada (VAC)
2 – mede de 0 até 2 volts;
20 – mede de 0 até 20 volts;
200 – mede de 0 até 200 volts;
700 – mede de 0 até 700 volts.
DICA 2
Alguns multímetros possuem campos de
medida separados, para sinal alternado e
contínuo, outros possuem o mesmo campo
de medida para o sinal contínuo e alternado,
sendo feita a selecção através de um botão
que indica, AC ou DC.
DICA 3
Toda a vez que a função tensão alternada for
accionada será indicada no mostrador através
das letras “AC”.
DICA 4
Ao conectar o voltímetro respeite sempre a
polaridade do circuito, ou seja, pólo
positivo do voltímetro com o do circuito e
assim sucessivamente, caso restrito a
medição de tensão contínua
DICA 5
Ao efectuar uma medição qualquer,
independente do valor calculado comece
ajustando o voltímetro no campo de medida
de maior valor; em seguida, caso
necessário, seleccione outro campo de
medida para obter um número mais preciso.
Medição da intensidade de corrente elétrica com um multímetro digital a funcionar como
amperímetro.
O amperímetro serve para medir a intensidade da corrente eléctrica. É ligado em série no
circuito.
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Conexões do amperímetro
As pontas de prova podem ser encaixadas para funcionar de duas formas:
DICA 1
Utilizar a mesma convenção de cores indicada
para o voltímetro, ou seja, cabo preto para o
borne COM e vermelho para mA ou 10A,
dependendo do campo de medida escolhido.
Campo de medida de intensidade de corrente eléctrica
De forma semelhante ao voltímetro, os campos de medida de intensidade de corrente eléctrica
seguem a mesma lógica das de tensão eléctrica.
Corrente eléctrica Contínua
2m – mede de 0 até 2 miliamperes;
20m - mede de 0 até 20 miliamperes;
200m – mede de 0 até 200 miliamperes;
10 – mede de 0 até 10 amperes
Corrente eléctrica Alternada
20m - mede de 0 até 20 miliamperes;
200m – mede de 0 até 200 miliamperes
10 – mede de 0 até 10 amperes.
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DICA 2
Alguns multímetros possuem campos de medida
separados, para sinal alternado e contínuo; outros
possuem o mesmo campo de medida para o sinal
contínuo e alternado, sendo feita a selecção através de
um botão que indica, AC ou DC.
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