1. MEDIÇÃO DE POTÊNCIA
Os medidores de potência ativa são chamados de wattímetros.
Para se medir potência é necessário medir tensão e corrente. Portanto, os wattímetros
possuem duas bobinas:
Uma bobina onde é aplicada a tensão (bobina de tensão ou de potencial);
Uma bobina dimensionada para receber a corrente (bobina de corrente).
Os dois terminais correspondentes à bobina de tensão são ligados em paralelo com o
elemento, efetuando-se a medição da tensão.
E os outros dois correspondentes à bobina de corrente são inseridos em série, de
forma a avaliar a corrente.
Wattímetro analógico: (a) vista geral, com indicação das bobinas
de tensão e de corrente; (b) símbolo e conexão a uma carga.
2. A ação mútua dos campos magnéticos gerados pelas duas bobinas provoca o
deslizamento de um ponteiro em uma escala graduada em watts proporcional ao
produto Volts x Ampères, conforme figura abaixo. Note-se que a bobina de tensão está
ligada em paralelo com o circuito, e a bobina de corrente, em série.
4. Wattímetro digital
É possível obter uma saída em tensão a partir da saída em corrente inserindo um
resistor RH.
UH é proporcional à potência instantânea na carga e, sendo assim, é possível empregar
o circuito para se atuar como um wattímetro.
Tensão e corrente são inicialmente convertidas para o domínio digital através de dois
conversores A/D.
O produto de ambas as saídas é efetuado por um multiplicador digital binário.
5. MEDIÇÃO DE ENERGIA
O medidor de energia, também conhecido como medidor de quilowatt-hora, ou ainda,
quilowatt-horímetro, é utilizado pelas concessionárias de energia para aferir o
consumo das unidades consumidoras.
Medidor de energia do tipo indução
O medidor de energia tipo indução é um motor
elétrico cuja interação de fluxos magnéticos
produz movimento no rotor com correntes
elétricas. O medidor é composto por um estator
(bobinas de tensão e de corrente), um rotor
(disco), um núcleo de ferro, um ímã permanente
e um registrador, sendo que este último registra,
com uma relação pré-determinada, o número de
rotações efetuadas pelo rotor.
A bobina de corrente conduz a corrente de linha, e a bobina de tensão mede a tensão
através da linha. Ambos os enrolamentos são feitos sobre uma estrutura de ferro de
modo a criar dois circuitos magnéticos. Essas bobinas criam campos magnéticos que
induzem no disco de alumínio correntes parasitas. A interação dessas correntes
parasitas e o campo magnético criado pelas bobinas geram um torque, causando
rotação no disco.
6. O fluxo da bobina de corrente ϕi ao atravessar o disco, induzirá uma corrente iI que
irá interagir com o fluxo da bobina de potencial ϕv, dando origem a um conjugado em
relação ao eixo de suspensão do disco M, fazendo o disco girar.
O mesmo ocorre para o fluxo da bobina de potencial ϕv, que ao atravessar o disco
induzirá uma corrente iv que irá interagir com o fluxo da bobina de corrente ϕi,
resultando em um conjugado que será sempre no mesmo sentido do anterior. Como a
bobina de potencial é fortemente indutiva, o seu fluxo ϕv é atrasado 90°, em relação
ao fluxo da bobina de corrente ϕi.
7. O amortecimento do movimento do disco é produzido por dois pequenos ímãs
permanentes diametralmente opostos, localizados na borda do disco. Quando o disco
gira, os ímãs induzem correntes parasitas no disco que reagem com os campos
magnéticos destes ímãs, originando um torque de frenagem.
Medidor com
Medidor com mostrador
mostradores de ponteiro.
ciclométrico.
É cada vez mais
frequente a instalação
de medidores de
energia digitais, porém,
ainda são muito
numerosos os do tipo
analógico.
Medidor de energia.
Medidor eletrônico.
8. MEDIÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA
O medidor de fator de potência (ou cossefímetro) é um instrumento de bobinas
cruzadas. O elemento móvel deste instrumento consiste de duas bobinas, montadas
no mesmo eixo, mas formando um ângulo reto entre elas. Estas bobinas móveis giram
em um campo magnético criado pela corrente conduzida pela bobina de corrente.
9. Ligação das bobinas
A bobina de corrente é ligada em
série com a carga;
Uma das bobinas móveis é ligada em
série com um resistor e em paralelo
com a carga;
A segunda bobina móvel é ligada em
série com um indutor, também em
paralelo com a carga.
Medidor de fator de
potência (Cossefímetro).
Quando o elemento móvel está em equilíbrio, o torque nos dois elementos é igual em
grandeza e oposto em sentido. O conjugado que atua sobre a deflexão do ponteiro é
determinado pela bobina, cuja tensão apresenta um maior deslocamento de fase em
relação à corrente da bobina de corrente. Ele é proporcional à indutância mútua entre
cada bobina móvel e a bobina estacionária de corrente. Quando o elemento móvel
está em equilíbrio, o seu deslocamento angular é função do ângulo entre a corrente e
a tensão na linha (bobinas cruzadas). O ponteiro do conjunto móvel desliza sobre uma
escala calibrada diretamente em termos do ângulo de fase ou do fator de potência.
10. MEDIÇÃO DE FREQUÊNCIA
O frequencímetro de lâminas vibratórias baseia o seu funcionamento nos efeitos de
ressonância. Uma determinada quantidade de Lâminas metálicas (linguetas) de
diferentes frequências, próprias de ressonância, é levada a vibrar, pela ação dos
impulsos magnéticos provenientes de um eletroímã alimentado com frequência
nominal da rede. Com isto, uma das lâminas vibrará com maior intensidade, e
exatamente aquela cuja frequência própria é a mesma cômoda frequência aplicada.
Lâminas adjacentes também vibrarão, porém com menor intensidade.
Vista em corte de um frequencímetro.
Esquema de ligação.
Vista frontal de um frequencímetro.
Frequencímetro de
lâminas vibratórias.
