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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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ESCOLA INDUSTRIAL E COMERCIAL DO MINDELOTipos 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:

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Campo de medida Factor de multiplicação0 - 6 V 6 / 15 = 0,4

0 - 15 V 15 / 15 = 10 - 30 V 30 /15 = 2

escala da máximovalor

media de campo do máximovalor =m

ESCOLA INDUSTRIAL E COMERCIAL DO MINDELOSe 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 ⇒ 12,5 x 0,4 = 5 V ; 0 - 15 V ⇒ 12,5 x 1 = 12,5 V ; 0 - 30 V⇒ 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:

Símbolos para quadrantes de aparelhos de medida:

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≤ 0,5 Instrumentos de alta precisão.

1,01,52,5

Instrumentos de média precisão

> 2,5 Instrumentos de baixa precisão

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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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ESCOLA INDUSTRIAL E COMERCIAL DO MINDELOUma 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

O valor da resistência mais pequena corresponderá ao curto-circuito ou seja R = 0 Ω

O valor da resistência mais alta tem como indicação R = ∞ (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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+_

IR= ?

∞=⇒=

=→=

IU

I

RR

UI

0

0

ESCOLA INDUSTRIAL E COMERCIAL DO MINDELOConexões do voltímetro

As pontas prova são encaixadas da seguinte forma:

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.

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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DICA 1No borne “V” utilizar a ponta de prova

de cor vermelha e no “COM” a de cor preta, para facilitar a identificação.

DICA 2Alguns 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 3Toda a vez que a função tensão alternada for accionada será indicada no mostrador através das letras “AC”.

DICA 4Ao 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 5Ao 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.

ESCOLA INDUSTRIAL E COMERCIAL DO MINDELOConexões do amperímetro

As pontas de prova podem ser encaixadas para funcionar de duas formas:

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 miliamperes10 – mede de 0 até 10 amperes.

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DICA 1Utilizar 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.

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DICA 2Alguns 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.