Instrumentos de Medição de C.C.
Os instrumentos de medição de corrente contínua (C.C.) desempenham um papel essencial na manutenção, diagnóstico e reparo de circuitos elétricos. Sua precisão e confiabilidade permitem medir grandezas elétricas como corrente, tensão e resistência. O entendimento detalhado de seus princípios de funcionamento, tipos e cuidados é crucial para maximizar sua utilidade.
Efeitos da Corrente
Os instrumentos de medição aproveitam os efeitos físicos e químicos da corrente elétrica para determinar grandezas elétricas. Estes efeitos são:
- Efeito Químico: Corrente elétrica pode causar reações químicas em soluções, como na eletrodeposição. Embora útil industrialmente, não é prático para medidores.
- Efeito Fisiológico: Impacto da corrente no corpo humano, como choques elétricos. Por ser difícil de quantificar, também não é usado em instrumentos.
- Efeito Fotoelétrico: Eletrões energizados liberam luz ao interagir com certos materiais, como em tubos de imagem. Embora fascinante, sua aplicação em medição é limitada.
- Efeito Piezoelétrico: Certos cristais se deformam sob tensão elétrica, mas a mudança não é perceptível diretamente, restringindo seu uso em medição elétrica convencional.
- Efeito Térmico: A corrente elétrica gera calor proporcional ao quadrado da intensidade (I²R). Este efeito é utilizado em medidores térmicos, como termômetros elétricos.
- Efeito Eletromagnético: A corrente gera um campo magnético proporcional à sua intensidade. É o princípio básico da maioria dos medidores de corrente contínua.
Os efeitos térmico e eletromagnético são os mais aplicados na construção de medidores, com destaque para o último.
Medidor de D’Arsonval
Princípios de Funcionamento
O medidor D’Arsonval, utilizado em amperímetros, voltímetros e ohmímetros, opera com base no efeito eletromagnético. Ele utiliza uma bobina móvel suspensa em um campo magnético gerado por um ímã permanente. A corrente que atravessa a bobina gera um campo magnético que interage com o campo do ímã, provocando um movimento proporcional à intensidade da corrente.
Componentes e Funções
- Ímã Permanente: Fornece o campo magnético fixo.
- Bobina Móvel: Gira em resposta à corrente que passa por ela, movendo o ponteiro na escala.
- Molas de Retorno: Asseguram que o ponteiro retorne à posição de descanso quando não há corrente.
- Pivôs e Mancais: Minimizam o atrito para o movimento suave da bobina.
- Mostrador e Ponteiro: Indicam o valor da grandeza medida.
Sensibilidade
A sensibilidade do medidor é expressa pela menor quantidade de corrente necessária para desviar o ponteiro até o final da escala. Geralmente, quanto maior a resistência da bobina, maior a sensibilidade do instrumento.
Amortecimento
Para evitar oscilações excessivas do ponteiro, métodos de amortecimento são utilizados:
- Amortecimento Elétrico: Correntes parasitas em uma moldura de alumínio geram forças opostas ao movimento da bobina.
- Amortecimento Mecânico: Uso de palhetas em câmaras de ar para resistir ao movimento do eixo da bobina.
Amperímetros
Os amperímetros medem a intensidade da corrente em um circuito.
Funcionamento
O medidor de D’Arsonval atua como amperímetro conectando a bobina diretamente em série com o circuito. Para medir correntes maiores do que o instrumento pode suportar diretamente, utiliza-se um resistor de derivação (“shunt”), que desvia parte da corrente, permitindo a medição de valores elevados.
Cuidados no Uso
- Sempre conectar o amperímetro em série com o circuito.
- Nunca conectar diretamente em uma fonte de tensão para evitar danos.
- Selecionar uma faixa adequada antes da medição.
Voltímetros
Os voltímetros medem a diferença de potencial entre dois pontos em um circuito.
Funcionamento
Um voltímetro é um amperímetro com uma resistência adicional em série, que limita a corrente pela bobina. A escala é calibrada em volts, e o instrumento é conectado em paralelo ao circuito sob teste.
Sensibilidade
A sensibilidade é expressa em ohms por volt (Ω/V), sendo ideal que o voltímetro tenha uma alta resistência interna para evitar alterações significativas no circuito durante a medição.
Cuidados no Uso
- Observar a polaridade ao conectar o instrumento.
- Iniciar com a faixa mais alta e reduzir até obter uma leitura precisa.
Ohmímetro
Os ohmímetros medem a resistência de um circuito ou componente.
Funcionamento
O ohmímetro utiliza uma fonte interna de energia para medir a resistência. Ele pode ser:
- Ohmímetro em Série: Mede valores médios de resistência.
- Ohmímetro em Derivação: Adequado para medir resistências baixas.
Uso Prático
- Teste de continuidade em circuitos.
- Identificação de falhas como curtos-circuitos ou circuitos abertos.
Cuidados no Uso
- Ajustar o zero do medidor antes do uso.
- Desconectar a resistência a ser medida de qualquer fonte de tensão.
Megômetro
O megômetro é usado para medir altas resistências, como isolamentos em cabos ou equipamentos.
Funcionamento
Equipado com um gerador manual de corrente contínua e um medidor de bobinas opostas, o megômetro aplica alta tensão ao circuito, detectando falhas como vazamentos ou curtos.
Multímetros
Multímetros são instrumentos multifuncionais que combinam as funções de amperímetro, voltímetro e ohmímetro em uma única unidade.
Características
- Possuem seletores de faixa e função para medir diferentes grandezas elétricas.
- São projetados para trabalhos versáteis em manutenção elétrica e diagnósticos.
Cuidados no Uso
- Selecionar a função e a faixa corretas antes de conectar o instrumento.
- Observar polaridade e conectar as pontas de teste conforme recomendado.
Conclusão
Os instrumentos de medição de corrente contínua, como amperímetros, voltímetros e ohmímetros, são ferramentas indispensáveis para monitorar e diagnosticar sistemas elétricos. Entender seu funcionamento, limitações e cuidados garante medições precisas e prolonga a vida útil dos equipamentos.
