instrumentos de medidas eletricas

4Nesta seo...

INSTRUMENTOS DEMEDIDAS ELTRICAS

Tenso alternada

Tenso alternada senoidal

Varivolt

Medida de tenso CA

Introduo ao estudo do osciloscpio

140 SENAI-RJ

Eletrnica Bsica - Grandezas Eltricas

SENAI-RJ 141

Eletrnica Bsica - Grandezas EltricasEletrnica Bsica - Instrumentos de medidas eltricas

Tenso alternada

A tenso alternada, denominada normalmente de tenso CA, difere da tenso contnua

porque troca de polaridade constantemente, provocando nos circuitos um fluxo de corrente

ora em um sentido, ora em outro. (Fig. 1)

A tenso eltrica disponvel nas residncias do tipo alternada, razo pela qual a maior

parte dos equipamentos eltricos construdo para funcionar alimentado a partir deste tipo de

corrente eltrica.

Caractersticas

A condio fundamental para que uma determinada tenso eltrica seja considerada

como tenso alternada que a sua polaridade no seja constante. Assim, podem existir os mais

diversos tipos de tenso alternada.

Fig. 1

Durante um tempo Aps algum tempo

142 SENAI-RJ


Os diversos tipos de tenso CA podem ser distinguidos atravs de quatro caractersticas:

forma de onda

ciclo

perodo

freqncia

Forma de onda

Existem tenses alternadas com diversas formas de onda. Na figura 2, so apresentados

os grficos de alguns tipos de corrente alternada.

Ciclo

uma variao completa

da forma de onda, ou seja, em

resumo, o ciclo uma parte da

forma de onda que se repete

sucessivamente. (Fig. 3)

+ V + VRETANGULAR DENTE DE SERRA

Fig. 2

TRIANGULAR SENOIDAL

Fig. 3

(repetida sucessivamente)

Ciclo

SENAI-RJ 143


Quando se faz necessrio um estudo mais detalhado de cada uma das regies do grfico

(acima do eixo ou abaixo do eixo), utiliza-se a expresso semiciclo para identificar a metade de

um ciclo completo (entre dois pontos zero).

Os semiciclos podem ser identificados como positivo (acima do eixo) e negativo (abaixo

do eixo) (Fig. 5)

A figura 4 mostra dois tipos de forma de onda alternada com um ciclo completo indicado.

CicloCiclo

t t

Fig. 4

Perodo

Perodo a designao empregada para definir o tempo necessrio para que se realize

um ciclo completo de uma corrente alternada.

O perodo representado pela notao T e sua unidade de medida o segundo (s).

Fig. 4

semiciclo positivo

semiciclo negativo

144 SENAI-RJ


Como o perodo da corrente alternada normalmente menor que 1 segundo, utilizam-

-se normalmente os submltiplos da unidade:

milissegundo ms __1__ s ou 10-3 s

1000

microssegundo s ___1___ s ou 10-6 s

1000000

As figuras 6, 7 e 8 mostram sinais alternados com perodos indicados.

+V

1 ciclo

0,1 0,2 0,3 0,41(ms)

1 ciclo

5 10 15 20 1(ms)

+V

T = 0,02 s ou 20 ms

T = 0,4 s ou 400 ms

T = 0,03 s ou 30 ms

ciclo

10 20 30 401(ms)

+V

SENAI-RJ 145


Freqncia

A freqncia o nmero de ciclos completos de uma corrente alternada que ocorre em

1 segundo. indicada pela letra f e sua unidade o Hertz (Hz).

So muito utilizados os mltiplos da unidade de freqncia:

quilohertz kHz 100 Hz ou 103 Hz

megahertz MHz 1000000 Hz ou 106 Hz

As figuras 9 e 10 mostram grficos de correntes alternadas com as respectivas freqncias.

Relao entre perodo e freqncia

Existe uma relao matemtica entre perodo e freqncia de uma corrente alternada.

Quanto menor o perodo (menor o tempo de durao de um ciclo), maior o nmero de ciclos

realizados em 1 s, ou seja, freqncia e perodo so inversamente proporcionais.

Expressando matematicamente a relao de proporcionalidade inversa tem-se:

RELAO F = _1_ ou T = _1_

PERODO - FREQNCIA T

f

onde f = freqncia em Hertz

T = perodo em segundos

Esta relao permite determinar a freqncia de uma corrente alternada se seu perodo

conhecido e vice-versa.

Fig. 9

1s

997 ciclos1 1 1

1s

Fig. 10

146 SENAI-RJ


Tenso alternada senoidalA tenso alternada senoidal a mais importante das tenses CA, tendo em vista que

toda a distribuio de energia eltrica para os consumidores (residncias, indstrias, comrcio,

etc...) feita atravs deste tipo de corrente alternada.

Isto significa que todos os aparelhos ligados rede eltrica so alimentados por corrente

alternada senoidal. (Fig. 11)

Valores de pico

Fig. 11

Analisando-se um ciclo

completo da tenso alternada

senoidal, verifica-se que o valor

instantneo da tenso est em

modificao. (Fig. 12)

Fig. 12

instan

te 1in

stante 2

instan

te 3

t

SENAI-RJ 147


O valor de pico negativo numericamente igual ao valor de pico positivo, de forma que

a determinao do valor pode ser feita em qualquer um dos semiciclos. (Fig. 14)

O valor mximo de

tenso que a CA atinge em

cada semiciclo denominado

de tenso de pico, indicada

pela notao Vp. (Fig. 13)

Fig. 13

Tenso depico positivo

Tenso de piconegativo

Fig. 14

Valor da tenso de pico a picoda CA senoidal

A tenso de pico a pico

(Vpp) de uma CA senoidal

medida entre os dois picos

mximos (positivo e negativo)

de um ciclo. (Fig. 15)

Fig. 15

148 SENAI-RJ


Considerando-se que os dois semiciclos da CA so iguais pode-se afirmar

Relao Vp - Vpp

da CA senoidal Vpp = 2 Vp

Da mesma forma que as medidas de pico e de pico a pico se aplicam tenso alternada

senoidal, aplicam-se corrente alternada senoidal. (Fig. 16)

Correspondncia entre CA e CC

Quando se aplica uma tenso contnua sobre um resistor, verifica-se a circulao de

corrente de valor constante. (Fig. 17)

Fig. 16

Fig. 17

Grfico da tensoaplicada no resistor

Grfico da correntecirculante no resistor

SENAI-RJ 149


Aplicando-se uma tenso alternada senoidal a um resistor, estabelece-se a circulao de

uma corrente alternada senoidal. (Fig. 19)

Como efeito resultante, estabelece-se uma dissipao de potncia no resistor (P = V I).

Esta potncia dissipada em regime contnuo, fazendo com que haja um desprendimento de

calor constante no resistor. (Fig. 18)

Fig. 18

Como a tenso e a corrente so variveis, a quantidade de calor produzida no resistor

varia a cada instante. (Fig. 20)

Fig. 20

Grfico da tensoaplicada no resistor

Fig. 19

Grfico da correntecirculante no resistor

150 SENAI-RJ


Fig. 21

Maior produo de calor com cc (10V)do que com ca (10Vp)

Eletrnica Bsica - Instrumentos de medidas eltricas

Nos momentos em que a tenso zero, no h produo de calor (P = 0 A x 0 V).

Nos momentos em que a tenso atinge o valor mximo (Vp) a corrente tambm atinge o

valor mximo (Ip) e a potncia dissipada o produto mximo (Pp = Vp Ip).

Em conseqncia desta produo varivel de trabalho em CA, verifica-se que um resistor

de valor R, ligado, por exemplo, a uma tenso contnua de 10 V, produz mais calor que o mesmo

resistor R ligado a uma tenso alternada de 10 V de pico. (Fig. 21)

Para obter no resistor R em CA a mesma quantidade de calor, no mesmo tempo, necessita-se

de uma tenso alternada de 14,14 V de pico. (Fig. 22)

Do origem ao mesmotrabalho, no mesmo resistor

e no mesmo tempo

Fig. 22

SENAI-RJ 151


Observando a figura 22, v-se que uma tenso alternada de 14,14 V de pico to

eficazquanto uma tenso contnua de 10 V na produo de trabalho.

Por esta razo, diz-se que uma tenso CA de 14,14 V corresponde a uma tenso eficaz de

10V.

14,14 Vp = 10 Vef Vef Volts eficazes

Pode-se ento definir:

Tenso eficaz (ou corrente eficaz) de uma CA senoidal um valor que indica a

que tenso contnua (ou corrente contnua) esta CA corresponde, em termos de

produo de trabalho.

Existe uma relao constante entre o valor eficaz de um CA senoidal e seu valor de pico.

Esta relao :

TENSO EFICAZ Vef

= V

p

2

CORRENTE EFICAZ Ief

= I

p

2

Aplicando-se a equao da tenso eficaz tenso alternada senoidal de 14,14 volts de pico,

verifica-se a correo da equao.

Vef

= _Vp_ Vef

= 14,14 V Vef

= 10 V 2 1,414

10 V Tenso eficaz correspondente a uma tenso alternada senoidal

de 14,14 V de pico.

As equaes de corrente eficaz e tenso eficaz podem ser encontradas

atravs de processos matemticos, empregando clculo integral.

152 SENAI-RJ


Os instrumentos utilizados para medio em circuitos de corrente alternada sempre

indicam valores eficazes (de corrente e tenso).

Isto significa que voltmetro conectado a um circuito de CA indica uma tenso de

110 V. Esta tenso eficaz (produz trabalho). Para determinar o valor de pico da CA que originou

110 V eficazes utilizam-se as mesmas equaes.

Vef

= V

p Vp = V

ef 2

2

Vp = 110 V 1,414 V V

p = 155 V (Fig. 23)

Fig. 23

Varivolt

um equipamento que recebe uma

tenso alternada fixa (110 V, 220 V, 380 V) a

partir da rede eltrica e fornece um valor de

tenso alternada ajustvel na sada. (Fig. 24)

O varivolt muito utilizado em teste e

manuteno de equipamentos e tambm para

realizao de experincias com componentes

e circuitos eletrnicos.Fig. 24

SENAI-RJ 153


Utilizao do varivolt

Os bornes de entrada servem para a alimentao do varivolt a partir da rede eltrica.

Utiliza-se um cabo para conectar os bornes de entrada tomada. (Fig. 26)

Fig. 25

O varivolt possui uma placa

com quatro bornes, dos quais dois se

destinam entrada e dois sada de

tenso CA. (Fig. 25)

Antes de realizar a alimentao deve-se verificar se:

a tenso de rede confere com a tenso nominal do varivolt.

no existe curto-circuito entre os terminais de entrada ou de sada do varivolt.

o cabo est fixo com firmeza nos bornes.

O cabo de alimentao deve ser ligado primeiro aos bornes de entrada do

varivolt e depois tomada, para evitar choques eltricos e curto-circuitos.

Placa debornes

Fig. 26

154 SENAI-RJ


Os bornes de sada fornecem a tenso CA necessria. A tenso nestes bornes ajustada

atravs do cursor, na parte superior do varivolt.

O ajuste da tenso pode ser feito com auxlio de um voltmetro de CA conectado aos

bornes de sada. (Fig. 27)

Fig. 27

Alguns varivolts j tm um voltmetro conectado aos bornes de sada, enquanto outros

apresentam apenas uma escala junto ao cursor. (Figs. 28 e 29)

Para evitar danos ao voltmetro (ou multmetro), o ajuste da tenso de sada deve ser

executado atravs de uma seqncia de procedimentos:

Fig. 28 Fig. 29

SENAI-RJ 155


girar o cursor totalmente no sentido anti-horrio.Com o cursor nesta posio, a tenso

nos bornes de sada praticamente nula (0 V).

conectar um voltmetro de CA com escala apropriada para a tenso a ser ajustada.

girar o cursor no sentido horrio at que o voltmetro indique a tenso desejada.

Por medida de segurana no se deve executar conexes ou tocar a

parte metlica dos bornes com o varivolt alimentado.

Medida de tenso CAA medida de tenso alternada consiste na utilizao de instrumentos com o objetivo de

determinar a tenso eficaz presente entre dois pontos onde exista uma CA.

A medida de tenso alternada muito utilizada na manuteno de equipamentos

eltricos e eletrnicos, principalmente naqueles alimentados a partir da rede eltrica.

Instrumentos de medio

A medio de tenso alternada pode ser realizada atravs de dois instrumentos:

Fig. 30

Simbologia

A figura 30 mostra o smbolo do varivolt,

indicando os bornes de entrada e sada.

EntradaSada

voltmetro ou milivoltmetro. (Fig. 31)

multmetro em escala de CA. (Fig. 32)

Fig. 31

Fig. 32

Tanto os voltmetros de CA como os

multmetros fornecem a indicao da tenso

eficaz presente entre os pontos medidos.

156 SENAI-RJ


Sempre que h referncia em medidas ou esquemas a valores de tenso CA

(ex.: 110 VCA

; 220 VCA

; 12 VCA

) estes valores correspondem tenso eficaz.

Quando um valor de CA no eficaz, deve ser identificado com o seu significado. Por exemplo:

220 Vp 220 volts de pico

70 Vpp 70 volts de pico a pico

Voltmetro de CA

Fig. 33

Os voltmetros destinados

medio de tenso alternada so

identificados pelo smbolo na

escala frontal. (Fig. 33)

Este smbolo significa que os instrumentos para CA so instrumentos prprios para

indicao de valores eficazes em CA.

Os instrumentos indicados pelo smbolo so versteis, porque o seu princpio de

funcionamento permite que sejam usados tanto para medidas em CC como em CA. Desse

modo, observados os smbolos utilizados nos instrumentos, identificam-se:

medidas em CC

medidas em CC

medidas em CA (valores eficazes)

Deve-se sempre verificar o tipo de instrumento adequado antes de realizar uma medio

de CC ou CA.

SENAI-RJ 157


Multmetro

Devido ao fato de que

em CA existe uma troca cons-

tante de polaridade, os bornes

dos voltmetros de CA no tm

polaridade para ligao. Por esse

motivo, ao realizar-se uma

medida, a ordem de conexo

das pontas de prova indi-

ferente. (Fig. 34)

Bornes sempolaridades

Fig. 34

O multmetro pode ser utilizado

para medio de tenso CA.

A figura 35 mostra o painel de um

multmetro, ressaltando as partes

utilizadas para medio de tenso CA.

Bornes

Na maioria dos tipos comerciais

de multmetro, os bornes para as pontas

de prova so os mesmos em CA ou CC.

(Fig. 36)

Fig. 35

Fig. 36Bornes para mediode tenso CA

Em alguns multmetros a ponta de prova preta conectada ao borne comum,

e a vermelha, a um borne especfico para medio de tenso CA.

158 SENAI-RJ


Chave seletora

As posies de chave seletora

destinadas medida de tenso CA so

indicadas pelas abreviaturas ACV ou

AC. (Fig. 37)

Fig. 37

O valor indicado em cada uma das posies representa a tenso eficaz mxima que o

instrumento pode medir nesta posio da chave seletora. (Fig. 38)

Escala selecionada ACV 300 indica a tenso

eficaz mxima que o instrumento pode medir nesta

posio da chave seletora: 300 V.

Fig. 38

SENAI-RJ 159


Fig. 40

Eletrnica Bsica - Instrumentos de medidas eltricas

Escalas

As escalas do multmetro para tenso CA so

as mesmas utilizadas para tenso CC.

Por esta razo, estas escalas normalmente

esto identificadas pelas abreviaturas DC/AC (tenso

contnua/tenso alternada). (Fig. 39)

Fig. 39

Alm destas escalas comuns para CC/CA os multmetros tm ainda uma escala especfica

para medidas de tenso AC de pequeno valor (6 VCA

ou menos). Esta escala normalmente

identificada com as abreviaturas AC 6 V ou AC 6 V ONLY. (Fig. 40)

Esta escala existe porque em pequenos valores de tenso CA o multmetro provoca um

pequeno erro de indicao. Este erro corrigido no prprio instrumento atravs desta escala

especfica.

160 SENAI-RJ


Procedimento para medio de tensoalternada com o multmetro

O procedimento para utilizao do multmetro em medidas de tenso CA deve ser seguido

rigorosamente, para evitar danos ao instrumento. Este procedimento compe-se das seguintes

etapas:

conectar as pontas de prova aos bornes apropriados.

selecionar uma escala, com valor superior tenso eficaz que ser medida.

conectar os pontos de prova nos pontos a serem medidos.

interpretar a leitura.

A interpretao da leitura se realiza da mesma forma que em tenses contnuas:

indicao do ponteiro em conjunto com a posio da chave seletora.

A seguir so apresentados quatro exemplos de interpretao da medida, um em cada escala.

posio da chave seletora ACV 600leitura na escala de 0 a 6 (x 100)tenso medida 4 x 100 = 400 V

posio da chave seletora ACV 300leitura na escala de 0 a 300

tenso medida 110 V

SENAI-RJ 161


Deve-se ter especial ateno para a posio da chave seletora que implica no uso da escala

especfica para pequenas tenses CA (normalmente para 6 V ou 10 VCA

).

A seguir esto colocados dois exemplos de utilizao desta escala.

posio da chave seletora ACV 120leitura na escala de 0 a 120 (direta)tenso medida 70 V

posio da chave seletora ACV 30leitura na escala de 0 a 300 (: 10)

tenso medida 12,5 V

posio da chave seletora ACV 6leitura na escala especfica de 0 a 6 Vtenso medida 5 V

posio da chave seletora ACV 6leitura na escala especfica de 0 a 6 V

tenso medida 2 V

162 SENAI-RJ


Guarda do instrumento

Por uma questo de princpio de funcionamento nas escalas altas de tenso CA, o

multmetro dificilmente pode sofrer danos por m operao. Por esta razo, quando um

multmetro no dispe de uma posio OFF (desligado) na chave seletora, ao se guardar o

instrumento deve-se posicionar a chave seletora para a maior escala de tenso CA disponvel

(por exemplo: 1000 VAC).

Introduo ao estudodo osciloscpio

um equipamento que permite a observao de variaes de tenso eltrica em forma

de figura em uma tela. (Fig. 41)

Atravs do osciloscpio pode-se realizar pesquisas e anlises de defeitos em circuitos

eletrnicos e eltricos.

As imagens na tela de um osciloscpio so formadas pelo movimento rpido e simultneo

de um ponto na horizontal e vertical, como em um aparelho de televiso.

Quando o movimento do ponto rpido, a imagem que se observa na tela uma linha.

Fig. 41

SENAI-RJ 163


O painel e a funo dos controles

A figura 42 apresenta um modelo de osciloscpio com o painel de controle e entradas de

sinal em primeiro plano.

Os controles e entradas do painel podem ser divididos em trs grupos:

controles de ajuste do trao ou ponto na tela.

controles e entrada de atuao vertical.

controles e entrada de atuao horizontal.

Sero apresentadas, entre parnteses, as designaes dos controles em ingls,

visto que comum os osciloscpios apresentarem este tipo de identificao.

Fig. 42

164 SENAI-RJ


Controle de ajuste de trao ou ponto na tela

A figura 43 destaca o grupo de controles de ajuste do trao ou ponto em um modelo de

osciloscpio.

Brilho ou luminosidade (BRIGHTNESS ou INTENSITY)

o controle que ajusta a luminosidade do ponto ou trao. Em alguns osciloscpios, este

controle est acoplado chave liga-desliga do equipamento.

Deve-se evitar o uso de brilho excessivo, pois a tela do osciloscpio pode ser danificada.

Foco (FOCUS)

o controle que ajusta a nitidez do ponto ou trao luminoso.

O foco deve ser ajustado de forma a se obter um trao fino e ntido na tela. Os ajustes de

brilho e foco so ajustes bsicos que so realizados sempre que se utiliza o osciloscpio.

Iluminao da retcula (SCALE ILLUMINATION)

Permite iluminar as divises traadas na tela.

Fig. 43

SENAI-RJ 165


Controles e entrada de atuao vertical

A figura 44 destaca o grupo de controles de atuao vertical em um modelo de

osciloscpio.

Entrada de sinal vertical (INPUT)

Nesta entrada conectada a ponta de prova do osciloscpio. As variaes de tenso

aplicadas nesta entrada aparecem sob a forma de figuras na tela do osciloscpio. (Fig. 45)

Fig. 44

Fig. 45

Sinal aplicado entrada vertical

Imagem na tela

166 SENAI-RJ


Chave de seleo do modo de entrada (CA-CC ou AC-DC)

Esta chave selecionada de acordo com o tipo de forma de onda a ser observada. Em

alguns osciloscpios esta chave tem 3 posies (CA-0-CC ou AC-GND-DC). A posio adicional

0 ou GND usada para a realizao de ajustes do osciloscpio em algumas situaes.

Chave seletora de ganho vertical (V GAIN ou V/DIV)

Atravs desta chave seletora possvel aumentar ou diminuir a amplitude de uma

projeo na tela do osciloscpio. A figura 46 ilustra o que ocorre com a figura quando se

movimenta esta chave seletora.

Aumento de amplitude

Fig. 46

Reduo de amplitude

SENAI-RJ 167


Ajuste fino de ganho vertical (FINE, VARIABLE ou VERNIER)

Tem a mesma funo da chave seletora de ganho vertical: aumentar ou diminuir a

amplitude da figura na tela.

Enquanto a chave seletora provoca variaes de amplitude em passos (propores

definidas), o ajuste fino permite variar linearmente a amplitude.

Posio vertical (POSITION)

Permite movimentar a projeo para cima ou para baixo na tela. A movimentao no

interfere na forma da figura projetada na tela.

Controles de atuao horizontal

A figura 47 destaca os controles de atuao horizontal em um modelo de osciloscpio.

Fig. 47

168 SENAI-RJ


Chave seletora na base de tempo (H. SWEEP)

o controle que permite variar o tempo de deslocamento horizontal do ponto na tela.

Atravs deste controle pode-se ampliar ou reduzir horizontalmente uma figura na tela. (Fig. 48)

Em alguns osciloscpios esta chave seletora tem uma posio identificada como EXT

(externa) possibilitando que o deslocamento horizontal do ponto seja controlado por um

circuito externo ao osciloscpio, atravs de entrada especfica. Quando a posio externa

selecionada no h formao do trao na tela, obtendo-se apenas um ponto.

Ajuste fino (VARIABLE)

Este controle permite um ajuste mais preciso do tempo de deslocamento do ponto na

tela. Atua em conjunto com a chave seletora da base de tempo.

Posio horizontal (H. POSITION)

o ajuste que permite centrar horizontalmente a forma de onda na tela. Girando o controle

de posio horizontal para a direita, o trao se move horizontalmente para a direita ou vice-versa.

Fig. 48

SENAI-RJ 169


Controles e entrada de sincronismo

So controles que permitem fixar a forma de onda na tela do osciloscpio. Estes controles

so utilizados principalmente na observao de sinais alternados. A figura 49 destaca os controles

de sincronismo.

Fig. 49

Estes controles sero analisados por ocasio da utilizao do osciloscpio na medida de

tenso CA.

Pontas de prova

As pontas de prova so utilizadas para interligar o osciloscpio aos pontos de medio.

(Fig. 50)

Fig. 50

170 SENAI-RJ


A extremidade livre tem uma garra jacar, denominada de terra da ponta de prova, que

deve ser conectada ao terra do circuito, e uma ponta de entrada de sinal, que deve ser conectada

no ponto que se deseja medir. (Fig. 52)

Conector

Extremidade livrepara medio

Fig. 51

Fig. 52

Terra da ponta de prova

Entrada de sinal naponta de prova

Existem dois tipos de ponta de prova: ponta de prova 1:1

ponta de prova 10:1

A ponta de prova 1:1 se caracteriza por aplicar entrada do osciloscpio a mesma tenso

ou forma de onda que aplicada ponta de medio. (Fig. 53)

Uma das extremidades da ponta de prova conectada a uma das entradas do

osciloscpio atravs de um conector; a extremidade livre serve para conexo aos pontos de

medio. (Fig. 51)

Fig. 53

Pontos de medidaPonta de prova 1:1

Ao osciloscpio

SENAI-RJ 171


A ponta de prova 10:1 divisora de tenso, entregando ao osciloscpio a dcima parte

da tenso aplicada ponta de medio. (Fig. 54)

As pontas de prova 10:1 so usadas para permitir que o osciloscpio seja utilizado para

medio ou observaes de sinais com tenses ou amplitudes 10 vezes maiores que o seu limite

de medida normal.

Por exemplo: um osciloscpio que permita a leitura de tenses de at 50 V com ponta de

prova 1:1 pode ser utilizado em tenso de at 500 V (10 x 50) com uma ponta de prova 10:1.

Existem pontas de prova que dispem de um boto atravs do qual se pode selecionar 10:1 ou

1:1. (Fig. 55)

Pontos de medidaPonta de prova 10:1

Ao osciloscpio

Fig. 54

Fig. 55

172 SENAI-RJ


Osciloscpio de duplo trao

Existem osciloscpios que permitem a visualizao simultnea de dois sinais na tela.

So denominados de osciloscpios de duplo trao. (Fig. 56)

Esses equipamentos tm alguns controles que so comuns aos dois traos e outros que

so individuais para cada trao: controles bsicos (brilho, foco)

controles do horizontal (base de tempo e posio)

A figura 57 destaca os controles que so comuns aos dois traos em um modelo de

osciloscpio.

Fig. 56

Fig. 57

SENAI-RJ 173


As diferenas entre os osciloscpios de trao simples e duplo trao situam-se basicamente

nas entradas e controles do vertical;

nos controles e entrada de sincronismo.

Entradas e controles do vertical osciloscpio de duplo trao

A figura na tela do osciloscpio uma projeo da tenso aplicada entrada vertical.

Assim, para observar dois sinais simultaneamente, necessrio aplicar duas tenses em duas

entradas verticais.

Os osciloscpios de duplo trao dispem de dois grupos de controles verticais:

um grupo para o CANAL A ou CANAL 1.

um grupo para o CANAL B ou CANAL 2.

Cada canal vertical controla um dos sinais na tela (amplitude, posio vertical).

A figura 58 destaca os grupos de controles do canal 1 (CH1) e canal 2 (CH2).

Os grupos de controles verticais dos dois canais geralmente so iguais.

Fig. 58

174 SENAI-RJ


Cada canal dispe de

entrada vertical (1A e 2A).

chave seletora CA-0-CC (1B e 2B).

chave seletora de ganho vertical (1C e 2C). Fig. 59

ajuste fino de ganho vertical (1D e 2D).

posio vertical (1E e 2E).}

Alguns osciloscpios dispem ainda de um controle denominado de INVERSOR (invert)

que, quando utilizado, permite inverter a figura na tela. (Figs. 60 e 61)

Fig. 59

Fig. 61Fig. 60

Canal 1 Normal Canal 1 Invertida

SENAI-RJ 175


Modo de operao vertical do duplo trao

Os osciloscpios de trao duplo dispem de uma chave seletora que permite que se use

apenas um dos traos na tela.

Um osciloscpio de duplo trao pode ser utilizado como se fosse de trao simples: tanto

o CANAL 1 como o CANAL 2 podem ser utilizados individualmente.

Entre os grupos de controles verticais do canal 1 e 2 existe uma chave seletora que

permite que se determine quantos e que canais aparecero na tela. Esta chave tem pelo menos

trs posies: CH 1, CH 2, DUAL (ou CHOPPER).

Na posio CH 1, aparecer apenas um trao na tela, projetando o sinal que estiver

aplicado entrada vertical do canal 1.

Na posio CH 2, aparecer apenas um trao na tela, projetando o sinal que estiver

aplicado entrada vertical do canal 2.

Na posio DUAL (CHOPPER), aparecero na tela dois traos , cada um representando

o sinal aplicado a uma das entradas.

Em osciloscpios mais sofisticados, esta chave pode ter mais posies, que permitiro

outras alternativas de funcionamento.

Controles de sincronismo osciloscpios de duplo trao

Os controles de

sincronismo tm por

funo fixar a imagem na

tela. A figura 62 destaca o

grupo de controles de

sincronismo.

Fig. 62

176 SENAI-RJ


Os controles de sincronismo so

chave seletora de fonte de sincronismo;

chave seletora me modo de sincronismo;

controle de nvel de sincronismo;

entrada de sincronismo.

Estes controles sero analisados detalhadamente por ocasio da medida de tenso CA

com osciloscpio.

SENAI-RJ 177


5

Nesta seo...

CAPACITORES

Capacitor armazenamento de cargas

Capacitncia

Tipos de capacitores

Teste de isolao do capacitor

Comportamento do capacitor em CA

178 SENAI-RJ

Eletrnica Bsica - Grandezas EltricasEletrnica Bsica - Capacitores

SENAI-RJ 179

Eletrnica Bsica - Grandezas EltricasEletrnica Bsica - Capacitores

Capacitor armazenamentode cargas

O capacitor um componente capaz de armazenar cargas eltricas, sendo largamente

empregado nos circuitos eletrnicos.

Um capacitor se compe basicamente de duas placas de material condutor,

denominadas de armaduras, isoladas eletricamente entre si por um material isolante chamado

dieltrico. (Fig.1)

Fig. 1

Armaduras

Dieltrico

O material condutor que compe as armaduras de um capacitor eletricamente neutro

no seu estado natural.

180 SENAI-RJ


No existindo potencial eltrico em cada uma das armaduras, no h diferena de

potencial ou tenso entre elas como est ilustrado na figura 9, na pgina a seguir.

Fig. 2

Potenciais eltricos nulos

Fig. 3

O fenmeno de armazenamento de cargas pelo capacitor pode ser

compreendido mais facilmente, analisando o movimento de eltrons no circuito.

Por esta razo, ser utilizado o sentido eletrnico da corrente eltrica no

desenvolvimento do assunto.

Conectando-se os terminais do capacitor a uma fonte de CC, o capacitor fica sujeito

diferena de potencial dos plos da fonte.

Eletrnica Bsica - Capacitores

Em cada uma das armaduras o nmero total de prtons e eltrons igual, portanto as

placas no tm potencial eltrico. (Fig. 2)

SENAI-RJ 181


O potencial da bateria aplicado a cada uma das armaduras faz surgir entre elas uma fora

chamada campo eltrico, que nada mais do que uma fora de atrao (cargas de sinal diferente)

ou repulso (cargas de mesmo sinal) entre cargas eltricas.

O plo positivo da fonte absorve eltrons da armadura qual est conectado enquanto

o plo negativo fornece eltrons outra armadura. (Fig. 4)

Fig. 4

A armadura que fornece eltrons fonte fica com ons positivos, adquirindo um potencial

positivo; a armadura que recebe eltrons da fonte fica com ons negativos, adquirindo potencial

negativo. (Fig. 5)

Eltrons

Eltrons

Isto significa que, ao conectar o capacitor a uma fonte de CC, surge uma diferena de

potencial entre as suas armaduras.

Fig. 5

placa positiva

placa negativa


182 SENAI-RJ


A tenso presente nas armaduras do capacitor ter um valor to prximo ao da tenso

da fonte que, para efeitos prticos, pode-se consider-las iguais.(Fig. 6)

Quando o capacitor assume a mesma tenso da fonte de alimentao, diz-se que o

capacitor est carregado.

Se, aps ter sido carregado, o capacitor for desconectado da fonte de CC, suas armaduras

permanecem com os potenciais adquiridos. (Fig. 7)

Fig. 6

Isto significa dizer que, mesmo aps ter sido desconectado da fonte de CC, ainda existe

tenso presente entre as placas do capacitor. Resumindo, pode-se dizer que, quando um

capacitor conectado a uma fonte de CC, absorve energia desta fonte, armazenando cargas

eltricas (ons positivos e negativos) nas suas armaduras.

Fig. 7


SENAI-RJ 183


Esta capacidade de absorver e manter a energia em suas armaduras na forma de cargas

eltricas que define o capacitor como sendo um armazenador de cargas eltricas.

A energia armazenada no capacitor na forma de desequilbrio eltrico entre suas armaduras

pode ser reaproveitada.

Descarga do capacitor

Tomando-se um capacitor carregado e conectando seus terminais a uma carga haver

uma circulao de corrente, pois o capacitor atua como fonte de tenso. (Fig. 8)

Isto se deve ao fato de que atravs do circuito fechado inicia-se o restabelecimento do

equilbrio eltrico entre as armaduras. Os eltrons em excesso em uma das armaduras,

movimentam-se para a outra onde h falta de eltrons, at que se restabelea o equilbrio de

potencial entre elas como est ilustrado na figura 9, na pgina a seguir.

Fig. 8


Resistor

184 SENAI-RJ


Durante o tempo em que o capacitor se descarrega, a tenso entre suas armaduras

diminui, porque o nmero de ons restantes em cada armadura cada vez menor. Ao fim de

algum tempo, a tenso entre as armaduras to pequena que pode ser considerada zero.

Capacitncia

Capacitncia a propriedade que tem um capacitor de armazenar cargas.

Esta capacidade de armazenamento de cargas de um capacitor, entretanto, depende de

alguns fatores:

rea das armaduras quanto maior a rea das armaduras, maior a

capacidade de armazenamento de um capacitor.

Fig. 9

Capacitor carregado Capacitor em descarga

Capacitor descarregado


SENAI-RJ 185


espessura do dieltrico quanto mais fino o dieltrico, mais prximas

esto as armaduras. O campo eltrico formado entre elas maior e

a capacidade de armazenamento tambm.

natureza do dieltrico quanto maior a capacidade de isolao do

dieltrico, maior a capacidade de armazenamento do capacitor.

Pode-se dizer, assim, que quanto maior for a capacidade de armazenamento de cargas,

maior ser a capacitncia.

A unidade de medida de capacitncia o farad, representado pelo smbolo F. Como essa

unidade extremamente grande, usam-se, na prtica, seus submltiplos.

A tabela 1 apresenta os smbolos representativos de cada submltiplo e o seu valor com

relao unidade.

A converso de valores entre as subunidades feita da mesma forma que ocorre com

as outras grandezas. (Fig. 10)

SUBMLTIPLO

Tabela 1

microfarad F 110-6 farad

0,000001 F

nanofarad nF 110-9 farad

0,000000001 F

picofarad pF 110-12 farad

0,000000000001 F

SMBOLOREPRESENTATIVO DO

SUBMLTIPLO

VALOR COM RELAOAO FARAD

pFF nF

Fig. 10


186 SENAI-RJ


A capacitncia um dos fatores eltricos que identifica um capacitor.

Tenso de trabalho

Alm da capacitncia, os capacitores tm ainda outra caracterstica eltrica importante: a

tenso de trabalho, que se define como a tenso mxima que o capacitor pode suportar entre as

suas armaduras.

A aplicao, no capacitor, de uma tenso superior a sua tenso de trabalho mxima,

pode provocar o rompimento do dieltrico, fazendo com que o capacitor entre em curto,

perdendo as suas caractersticas.

Na maioria dos capacitores, o rompimento do dieltrico danifica permanentemente o

componente.

APLICAO

Exemplos de converso:

1 F = 1000 nF 820 nF = 0,82 F

22 nF = 22000 pF 1200pF = 1,2 nF

68 nF = 0,068 F 47000pF = 47 nF

150 pF = 0,15 nF 47000pF = 0,047 F

Deve-se tomar o cuidado de utilizar sempre capacitores com tenso de

trabalho superior ao valor com que o componente ir realmente trabalhar.


SENAI-RJ 187


Tipos de capacitores

Atualmente encontra-se no mercado um grande nmero de tipos de capacitores,

empregando os mais diversos materiais.

H quatro tipos bsicos de capacitores:

fixos despolarizados

ajustveis

variveis

eletrolticos

A figura 11 mostra alguns capacitores na sua forma real.

Capacitores fixos despolarizados

Estes componentes apresentam um valor de capacitncia especfico, que no pode ser

alterado, e no tm polaridade especificada para ligao. Qualquer uma das suas armaduras

pode ser ligada tanto a potenciais positivos como a negativos.

Fig. 11


188 SENAI-RJ


Existem diversos tipos de capacitores fixos. Entre eles citam-se, por exemplo

capacitor de stiroflex . (Fig. 13)

capacitor de cermica. (Fig. 14)

capacitor de polister. (Fig. 15)

A figura 12 mostra o smbolo usado

para representar os capacitores fixos

despolarizados.

Fig. 12

Alguns capacitores fixos podem apresentar-se em verso com os dois terminais nas

extremidades (tipo axial) ou com os dois terminais no mesmo lado do corpo (tipo radial).

(Figs. 16 e 17)

Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15

De acordo com a necessidade de montagem, pode-se utilizar um ou outro tipo.

Fig. 16 Fig. 17


SENAI-RJ 189


Capacitores ajustveis

So utilizados nos pontos de calibrao dos circuitos. (Figs. 18 e 19)

Apresentam valor de capacitncia ajustvel dentro de certos limites, por exemplo

10 pF a 30 pF.

Capacitores variveis

So utilizados em locais onde a capacitncia constantemente modificada.

As figuras 20 e 21 mostram um capacitor varivel e seu smbolo.

Fig. 18 Fig. 19

Fig. 20 Fig. 21

Smbolo


190 SENAI-RJ


Encontram-se tambm capacitores variveis mltiplos que se constituem de dois ou

mais capacitores variveis, acionados pelo mesmo eixo.

As figuras 22 e 23 mostram um capacitor duplo e o seu smbolo. A linha pontilhada

indica que os dois capacitores tm seu movimento controlado pelo mesmo eixo.

Capacitores eletrolticos

Os capacitores eletrolticos so capacitores fixos cujo processo de fabricao permite a

obteno de altos valores de capacitncia com pequeno volume.

A figura 24 permite uma comparao entre as dimenses de um capacitor eletroltico e

um no eletroltico de mesmo valor.

Fig. 22 Fig. 23

No eletroltico Eletroltico

Fig. 24

O fator que diferencia os capacitores eletrolticos dos demais capacitores fixos o

dieltrico. Nos capacitores fixos comuns, o dieltrico de papel, mica ou cermica. O dieltrico

dos capacitores eletrolticos um preparado qumico chamado de eletrlito, que oxida pela

aplicao de tenso eltrica, isolando uma armadura da outra.


SENAI-RJ 191


A utilizao do eletrlito permite a reduo da distncia entre as armaduras a valores

mnimos, o que possibilita a obteno de maiores valores de capacitncia (desde 1F at os

valores maiores que 20000 F).

Este tipo de capacitor selado em um invlucro de alumnio que isola as armaduras e o

eletrlito da ao da umidade.

Desvantagens do capacitor eletroltico

Os capacitores eletrolticos apresentam algumas desvantagens que so decorrentes do seu

processo de fabricao:

a polaridade

b alterao de capacitncia

c tolerncia

a) Polaridade

A utilizao do dieltrico qumico (eletrlito) nos capacitores eletrolticos apresenta

algumas desvantagens:

a formao da camada de xido entre as placas depende da aplicao de tenso

nas armaduras, com polaridade correta;

a ligao de polaridades incorretas sobre as armaduras do capacitor provoca a destruio

do eletrlito, permitindo a circulao de corrente entre as armaduras. Em conseqncia, o

capacitor sofre um processo de aquecimento que faz o eletrlito ferver, podendo inclusive

provocar uma exploso do componente devido formao de gases no seu interior.

Os capacitores eletrolticos polarizados so utilizados apenas em circuitos

alimentados por corrente contnua. Nos circuitos de corrente alternada, a

troca de polaridade da tenso danifica o componente.

O smbolo dos capacitores

eletrolticos expressa a polaridade das

armaduras. (Fig. 25)

Fig. 25


192 SENAI-RJ


No componente, a polaridade expressa de duas formas:

por um chanfro na carcaa, que indica o terminal positivo. (Fig . 26)

por sinais de + impressos no corpo. (Fig. 27)

Fig. 26Terminal positvo

Fig. 27

b) Alterao da capacitncia

O capacitor eletroltico sofre alterao de capacitncia quando no est sendo utilizado.

Esta alterao se deve ao fato de que a formao da camada de xido entre as armaduras depende

da aplicao de tenso no capacitor.

Quando o capacitor eletroltico permanece durante um perodo sem utilizao, o dieltrico

sofre um processo de degenerao que afeta sensivelmente a sua capacitncia.

Por esta razo, sempre que for necessrio utilizar um capacitor que estava estocado durante

algum tempo, deve-se conect-lo a uma fonte de tenso contnua durante alguns minutos,

para permitir a reconstituio do dieltrico antes de aplic-lo no circuito.

c) Tolerncia

Os capacitores eletrolticos esto sujeitos a uma tolerncia elevada no valor real, com

relao ao valor nominal. Esta tolerncia pode atingir valores de 20 a 30% e at mesmo 50% em

casos extremos.


SENAI-RJ 193


Tipos de capacitores eletrolticos

Existem dois tipos de capacitores eletrolticos, que esto relacionados com o tipo de

dieltrico empregado:

capacitor eletroltico de xido de alumnio.

capacitor eletroltico de xido de tntalo.

As figuras 28 e 29 mostram, respectivamente, um capacitor eletroltico de xido de alumnio

e um de tntalo.

Os capacitores eletrolticos de xido de tntalo apresentam uma vantagem sobre os eletrolticos

de xido de alumnio, pois sua capacitncia sofre menor variao com o passar do tempo.

Capacitores eletrolticos mltiplos

Existem capacitores eletrolticos mltiplos, que consistem em dois, trs ou at mesmo

quatro capacitores no mesmo invlucro externo ou carcaa. (Figs. 30 e 31)

Fig. 28 Fig. 29

Fig. 30 Fig. 31

Terminal negativo

Terminais positivos

Terminal negativo

Terminais positivos


194 SENAI-RJ


Capacitores eletrolticos como os da figura 31

so muito usados em fontes de alimentao.

Os capacitores eletrolticos mltiplos podem

ser representados pelo smbolo mostrado na figura 32.

Especificao tcnica de capacitores

Os capacitores so especificados tecnicamente pelas seguintes caractersticas:

tipo;

capacitncia;

tenso de trabalho.

Exemplos: capacitor de polister, 0,47 F/600 V

capacitor eletroltico, 2200 F/63 V

Apresentao das caractersticas nos capacitores

A capacitncia e a tenso de trabalho dos capacitores expressa no corpo do

componente de duas formas:

diretamente em algarismos;

atravs de um cdigo de cores.

A figura 33 apresenta alguns capacitores com os valores de capacitncia e a tenso de

trabalho expressos diretamente em algarismos.

Fig. 32

Fig. 33

Os valores so apresentados normalmente em microfarads (F)ou picofarads (pF).


SENAI-RJ 195


Quando os capacitores so menores que 1F (Exemplos: 0,1 F;

0,0047 F; 0,012 F) o zero que precede a vrgula no impresso no corpo do

componente. Aparece diretamente um ponto, que representa a vrgula. Assim:

Valor do capacitor Valor impresso no corpo

0,1 F . 1 F

0,047 F . 047 F

0,012 F . 012 F

0,68 F . 68 F

Cdigo de cores para capacitores

A figura 34 mostra o cdigo de cores para capacitores e a ordem de interpretao dos

algarismos.

Fig. 34

1o algarismo

2o algarismo

No de zeros

Tolerncia

Tenso nom.


196 SENAI-RJ


O valor de capacitncia expresso pelo cdigo de cores dado em picofarads

(pF). Assim:

Amarelo Violeta Laranja Branco Azul

47000 pF + 10% 630 V 47 nF

Laranja Branco Amarelo Branco Vermelho

390000 pF + 10% 250 V 0,39 F

Teste de isolao docapacitor

Um capacitor em condies normais apresenta entre suas armaduras resistncia infinita

(isolao), no permitindo assim circulao de corrente.

Entretanto, quando o dieltrico sofre degenerao, a resistncia entre as armaduras

diminui, permitindo a circulao de uma pequena corrente denominada de corrente de fuga.

Quando se deseja verificar as condies do capacitor quanto resistncia de isolao

entre as armaduras, utiliza-se normalmente o ohmmetro.

A escolha da escala do ohmmetro depende do valor de capacitncia do capacitor a ser

testado (tabela 2).

Para valores de capacitncia at 1 F, a escala recomendada x 10000; para valores

superiores, recomenda-se x 100 ou x 10.

Tabela 2

CAPACITNCIA

at 1F

de 1 F a 100 F

acima de 100 F

ESCALA

x 10000

x 1000

x 10 ou x 1


SENAI-RJ 197


Aps selecionada a escala, conectam-se as pontas de prova do ohmmetro aos terminais

do capacitor. Neste momento, o ponteiro deflexiona rapidamente em direo ao zero e logo em

seguida retorna mais lentamente em direo ao infinito da escala.

Quando o capacitor est com a isolao em condies, o ponteiro deve retornar at o

infinito da escala.

Devem-se inverter as pontas de prova e repetir o teste.

Comportamento docapacitor em CA

Os capacitores despolarizados podem funcionar em corrente alternada, devido ao fato

de que cada uma das suas armaduras pode receber tanto potencial positivo como negativo.

Os capacitores polarizados no podem ser conectados CA, porque a troca de polaridade

provoca danos ao componente.

Quando um capacitor conectado a uma fonte de corrente alternada, a troca sucessiva

de polaridade da tenso est aplicada s armaduras do capacitor. (Fig. 35)

Fig. 35


198 SENAI-RJ


Com a troca sucessiva de polaridade, uma mesma armadura durante um semiciclo

recebe eltrons da fonte e, no outro, devolve eltrons para a fonte. (Figs. 37 e 38)

A cada semiciclo, a armadura que

recebe potencial positivo entrega

eltrons fonte, enquanto a armadura que

est ligada ao potencial negativo recebe

eltrons. (Fig. 36)

Eltrons

Eltrons

Existe, portanto, um movimento de eltrons ora entrando, ora saindo da armadura. Isso

significa que circula uma corrente alternada no circuito, embora as cargas eltricas no passem

de uma armadura do capacitor para outra, atravs do dieltrico.

Um capacitor ligado a uma fonte de CA permite a circulao de corrente

no circuito.

Fig. 37 Fig. 38

Eltrons

Eltrons

Eltrons

Eltrons


Fig. 36

SENAI-RJ 199


Reatncia capacitiva

Os processos de carga e descarga sucessivas de um capacitor ligado em CA do origem a

uma resistncia passagem da corrente no circuito. Esta resistncia denominada de reatncia

capacitiva, que pode ser definida como a oposio que um capacitor apresenta circulao de

corrente em circuitos de CA.

A reatncia capacitiva representada pela notao Xc e expressa em ohms ().A reatncia capacitiva Xc expressa pela equao:

Xc = ___1___

2pi f C

onde: Xc = reatncia capacitiva em 2pi = constante (6,28)

f = freqncia da corrente alternada em Hz

C = capacitncia do capacitor em F

Como a capacitncia normalmente no expressa em farads, pode-se operar a equao

de forma a poder usar o valor do capacitor em F.

Xc = 106

2pi f C

onde: Xc = reatncia capacitiva em 106 = constante

f = freqncia em Hz

C = capacitncia em F

2pi = constante > 6,28


200 SENAI-RJ


APLICAO

Exerccio 1: A reatncia de um capacitor de 100 nF aplicado a uma rede de CA

de freqncia 60 Hz :

Dados f = 60 Hz Xc = 106

C = 100 nF ou 0,1 F 2pi f C

Xc = 1000000

6,28 60 0,1

Xc = 26539

Fatores que influenciam na reatncia capacitiva

A reatncia capacitiva depende apenas da capacitncia e da freqncia da rede CA, o

que se pode demonstrar atravs da equao que a expressa.

O grfico da figura 39 mostra o comportamento da reatncia capacitiva com a variao

da freqncia da CA.

Pelo grfico, verifica-se que a reatncia capacitiva diminui com o aumento da freqncia.

Fig. 39


SENAI-RJ 201


No grfico da figura 40, tem-se o comportamento da reatncia capacitiva com a variao

da capacitncia.

Observa-se que a reatncia capacitiva diminui com o aumento da capacitncia.

Na equao da reatncia no aparece o valor de tenso. Isto significa que a reatncia

capacitiva independente do valor de tenso CA aplicada ao capacitor.

A tenso aplicada ao capacitor ir influenciar apenas na corrente circulante no circuito.

Relao entre tenso CA, corrente CA ereatncia capacitiva

Quando um capacitor conectado a uma fonte de CA estabelece-se um circuito eltrico.

Neste circuito esto em jogo trs valores:

tenso aplicada.

reatncia capacitiva,

corrente circulante.

Fig. 40


202 SENAI-RJ


onde: Vc = tenso no capacitor em V

I = corrente no circuito (eficaz) em A

Xc = reatncia capacitiva em

Deve-se lembrar que os valores de V e I indicados nas medies com um voltmetro e um

miliampermetro de CA conectados ao circuito so sempre valores eficazes, a menos que sejam

especificados de forma diferente (Vp, Vpp ou Ip, Ipp).

Fig. 41

APLICAO

Exerccio 1: Um capacitor de 1 F conectado a uma rede de CA 220 V 60 Hz.Qual

a corrente circulante no circuito?

Xc = 106

= 106

Xc = 2653 2pi f C 6,28 60 1

I = Vc

= 220 V

= 0,0829 A Xc 2653

I = 82,9 mA


Estes trs valores esto relacionados entre si nos circuitos de CA da mesma forma que nos

circuitos de CC, razo pela qual se pode aplicar a Lei de Ohm para estabelec-los. (Fig. 41)

SENAI-RJ 203


Determinao experimental dacapacitncia de um capacitor

Quando a capacitncia de um capacitor despolarizado desconhecida, possvel

Conhecendo-se os valores de tenso e corrente no circuito, determina-se a reatncia

capacitiva do capacitor:

Xc = Vc

onde Vc = tenso no capacitor

Ic

Ic = corrente no capacitor

Utilizando os valores disponveis, determina-se a capacitncia.

Xc = 106

2pi f C

isolando C

C(F) = 106

2pi f C

Este processo tambm pode ser utilizado para determinao da capacitncia de uma

associao de capacitores, desde que sejam despolarizados.

determin-la por processo experimental.

Aplica-se o capacitor a uma fonte

de CA com tenso e freqncia

conhecidas e determina-se a corrente

com um ampermetro de CA (Fig. 42). O

valor de tenso de pico da CA aplicada

deve ser inferior tenso de trabalho do

capacitor.

(conhecido)

(conhecida)(desconhecido)

Fig. 42


Nesta seo...

INDUTORES ETRANSFORMADORES

Magnetismo

Induo

Transformador

Relao de transformao

Relao de potncia nos transformadores

Identificao dos terminais das bobinasdo primrio

Especificao de transformadores

Relao de fase entre as tensesdo primrio e do secundrio

6

206 SENAI-RJ


SENAI-RJ 207

Eletrnica Bsica - Grandezas EltricasEletrnica Bsica - Indutores e Transformadores

Magnetismo

ms naturais

Alguns materiais encontrados na natureza apresentam propriedades magnticas naturais.

Esses materiais so denominados de ms naturais. Exemplo desses ms naturais a magnetita,

minrio de ferro que naturalmente magntico.

O magnetismo uma propriedade que certos materiais possuem que faz com que eles

exeram uma atrao sobre materiais ferrosos. (Fig. 1)

As propriedades dos corpos magnticos so grandemente utilizadas em eletricidade

(motores, geradores) e eletrnica (instrumentos de medida, transmisso de sinais, etc...).

Fig. 1

208 SENAI-RJ


ms artificiais

Os ms artificiais so barras de materiais ferrosos que o homem magnetiza por processos

artificiais. So muito empregados porque podem ser fabricados com os mais diversos formatos,

a fim de atender s necessidades prticas. (Fig. 2)

Eletrnica Bsica - Indutores e Transformadores

Os ms artificiais em geral tm propriedades magnticas mais intensas que os naturais.

Plos magnticos de um m

Externamente, as foras de atrao magntica de um m se manifestam com maior

intensidade nas suas extremidades. (Fig. 3)

Fig. 2

Fig. 3

Zonas de maior intensidadedas propriedades magnticas

SENAI-RJ 209


Por esta razo, as extremidades so denominadas de plos magnticos do m. (Fig. 4)

Plos magnticos do im

Cada um dos plos apresenta

propriedades magnticas especficas, sendo

denominados de plo sul e plo norte. (Fig. 5)

Uma vez que as foras de atrao

magntica dos ms so mais concentradas nos

plos, conclui-se que a intensidade destas

propriedades decresce para o centro do m.

Na regio central do m se estabelece

uma linha onde as foras de atrao magntica

do plo sul e do plo norte so iguais e se

anulam. Ela denominada de linha neutra, e

, portanto, a linha divisria entre os plos do

m. (Fig. 6)

Fig. 5

Fig. 7

m molecularampliado milhes

de vezes

Fig. 4

Origem do magnetismo

Fig. 5

Linha neutra

O magnetismo tem a

sua origem na organizao dos

materiais. Cada molcula de

um material um pequeno

m natural, denominado de

m molecular ou domnio.

(Fig. 7)

210 SENAI-RJ


Quando durante a formao de um

material as molculas se orientam em

sentidos diversos, os efeitos magnticos dos

ms moleculares se anulam no todo do

material. Forma- se, assim, um material sem

magnetismo natural. (Fig. 8)

Entretanto, se durante a formao

do material as molculas assumem uma

orientao nica (ou predominante), os

efeitos magnticos de cada m molecular

se somam, dando origem a um m com

propriedades magnticas naturais. (Fig. 9)


Fig. 8

Fig. 9

Na fabricao de ms artificiais, as molculas de um material

(desordenadas) sofrem um processo de orientao a partir de foras externas.

Inseparabilidade dos plos

Os ms tm uma propriedade caracterstica: por mais que se divida qualquer deles em

partes menores, as partes sempre tero um plo norte e um plo sul. (Fig. 10)

Fig. 10

SENAI-RJ 211


Esta propriedade do m de ser dividido em partes, at a condio de ms moleculares,

tornando-se impossvel isolar um plo norte ou plo sul, denominada de inseparabilidade

dos plos.

Interao entre ms

Quando os plos magnticos de dois ms esto prximos, as foras magnticas dos

dois ms reagem entre si de forma singular: se os dois plos magnticos prximos forem

diferentes (norte de um com sul do outro) h uma atrao entre os dois ms. (Fig. 11)


No entanto, se os dois plos prximos forem iguais (norte de um prximo ao norte do

outro) h uma repulso entre os dois ms. (Fig. 12)

Fig. 12

Fig. 11

212 SENAI-RJ


Pode-se resumir a interao entre dois ms em duas regras:

plos magnticos iguais se repelem.

plos magnticos diferentes se atraem.


Campo magntico Linhas de fora

Os efeitos de atrao ou repulso entre dois ms ou de atrao de um m sobre os

materiais ferrosos se devem existncia de um campo magntico que provm do m.

O espao ao redor do m em que existe atuao das foras magnticas denominado

de campo magntico.

Como artifcio para estudar este campo magntico, admite-se a existncia de linhas de

fora magntica ao redor do m.

Esta experincia mostra tambm uma maior concentrao de limalhas na regio dos

plos do m, devido maior intensidade de magnetismo nas regies polares.

Fig. 13

A linhas de fora magntica de

um m so invisveis e somente podem

ser visualizadas com auxlio de um

recurso: colocando-se um m embaixo

de uma lmina de vidro e espalhando

(borrifando) limalha de ferro sobre o

vidro, as limalhas se orientam conforme

as linhas de fora magntica. (Fig. 13)

O formato caracterstico das

limalhas sobre o vidro, denominado de

espectro magntico, apresentado na

figura 14.

Fig. 14

SENAI-RJ 213


Orientao das linhas de fora

Com o objetivo de padronizar os estudos relativos ao magnetismo e s linhas de fora,

estabeleceu-se, como conveno, que as linhas de fora de um campo magntico se dirigem do

plo norte em direo ao plo sul. (Fig. 16)


A maior intensidade do magnetismo nos plos do m se deve concentrao das linhas

de fora que ocorre nestas regies. (Fig. 15)

Fig. 15

Esta conveno se aplica s linhas de fora externas ao m.

Fig. 16

214 SENAI-RJ


Eletromagnetismo

Eletromagnetismo um fenmeno magntico provocado pela circulao de uma

corrente eltrica.

A denominao eletromagnetismo se aplica a todo fenmeno magntico

que tenha origem em uma corrente eltrica.

Campo magntico em um condutor

Quando um condutor percorrido por uma corrente eltrica, ocorre uma orientao no

movimento das partculas no seu interior.

Esta orientao do movimento das partculas tem um efeito semelhante orientao

dos ms moleculares.

Como conseqncia desta orientao, verifica-se o surgimento de um campo magntico

ao redor do condutor. (Fig. 17)


Fig. 17

SENAI-RJ 215


A circulao de corrente eltrica em um condutor d origem a um campo

magntico ao seu redor.

O sentido de deslocamento das linhas de fora dado pela regra da mo direita, para o

sentido convencional da corrente eltrica.

Regra da mo direita


As linhas de fora deste campo magntico, criado pela corrente eltrica que passa por um

condutor, so circunferncias concntricas num plano perpendicular ao condutor. (Fig. 18)

Fig. 18

Fig. 19

Envolvendo o condutor com os

quatro dedos da mo direita de forma

que o dedo polegar indique o sentido da

corrente (convencional), o sentido das

linhas de fora ser o mesmo dos dedos

que envolvem o condutor. (Fig. 19)

Pode-se tambm utilizar a regra

do sacarrolha como forma de definir o

sentido das linhas de fora.

216 SENAI-RJ


Regra do sacarrolha

O sentido das linhas de fora dado pelo movimento do cabo do sacarrolha, cuja ponta

avana no condutor no mesmo sentido da corrente (convencional). (Fig. 20)


A intensidade do campo magntico ao redor de um condutor depende da intensidade

da corrente que flui no condutor. (Figs. 21 e 22)

Fig. 20

Sentido

da co

rrente

conven

cional

Sentido das linhasdo campo magntico

A intensidade do campo magntico ao redor de um condutor diretamente

proporcional corrente que circula nesse condutor.

Fig. 21 Fig. 22

Corrente pequenaCampo magntico fraco

Corrente elevadaCampo magntico intenso

SENAI-RJ 217


Campo magntico em uma bobina

Para obter campos magnticos de maior intensidade a partir da corrente eltrica, usa-se

enrolar o condutor em forma de espiras, constituindo uma bobina.

A figura 23 mostra uma bobina, e a figura 24 mostra o seu smbolo.


As bobinas permitem uma soma dos efeitos magnticos em cada uma das espiras.

Enrolando um condutor em forma de espiras, constitui-se uma bobina,

que permite a soma dos efeitos magnticos no condutor.

A figura 25 mostra uma bobina constituda por vrias espiras, ilustrando o efeito

resultante da soma dos efeitos individuais.

Fig. 24Fig. 23

Fig. 25

218 SENAI-RJ


Os plos magnticos formados pelo campo magntico tm caractersticas semelhantes

aos plos de um m natural.

A intensidade do campo magntico em uma bobina depende diretamente da

intensidade da corrente e do nmero de espiras. (Fig.26)


Fig. 26

a corrente

o nmerode espiras

a intensidade docampo aumentaAUMENTANDO

Bobinas com ncleo

O ncleo a parte central das bobinas.

Quando nenhum material colocado no interior

da bobina, diz-se que o ncleo de ar. (Fig. 27)

maior corrente

maior nmero de espiras

NAS

BOBINAS

maior intensidade docampo magntico

Fig. 27

SENAI-RJ 219


Para obter uma maior intensidade de

campo magntico a partir de uma mesma bobina,

pode-se utilizar o recurso de colocar um material

ferroso (ferro, ao...) no interior dela.

Neste caso, o conjunto bobina-ncleo de

ferro recebe a denominao de eletrom. (Fig. 28)


Fig. 28

A maior intensidade do campo magntico nos eletroms se deve ao fato de que os

materiais ferrosos provocam uma concentrao das linhas de fora. (Fig. 29)

Fig. 29

Quando uma bobina tem um ncleo de material ferroso, seu smbolo expressa esta

condio. (Figs. 30 e 31)

Bobina comncleo de ferro

Bobina comncleo de ferrite

Fig. 30 Fig. 31

Permeabilidade magntica

A capacidade de um material de concentrar as linhas de fora denominada de

permeabilidade magntica, que representada pela letra grega (mi).

De acordo com a permeabilidade magntica, os materiais podem ser classificados como:

diamagnticos permeabilidade pequena (menor que 1) e negativa.

220 SENAI-RJ


So exemplos de materiais diamagnticos: cobre, ouro.

paramagnticos permeabilidade em torno da unidade.

So materiais que praticamente no alteram o campo magntico (no

dispersam nem concentram as linhas de fora). (Fig. 33)


Os materiais diamagnticos promovem uma disperso do campo magntico.

(Fig. 32)

Bloco de materialdiamagntico

Fig. 32

So exemplos de materiais paramagnticos: o ar, o alumnio.

Fig. 33

Bloco de materialparamagntico

SENAI-RJ 221


Os materiais ferromagnticos so atrados pelos campos magnticos.

Magnetismo remanente

Quando se coloca um ncleo de ferro em uma bobina, na qual circula uma corrente

eltrica, o ncleo se torna imantado, porque as suas molculas se orientam conforme as linhas

de fora criadas pela bobina. (Figs. 35 e 36)


ferromagnticos so materiais com alta permeabilidade.

Caracterizam-se por promover uma concentrao das linhas magnticas. (Fig. 34)

Fig. 34

Fig. 35 Fig. 36

Bloco de materialferromagntico

222 SENAI-RJ


Induo

O princpio da gerao de energia eltrica baseia-se no fato de que toda vez que um

condutor se movimenta no interior de um campo magntico aparece neste condutor uma

diferena de potencial. (Fig. 38)


Cessada a passagem da corrente, alguns

ms moleculares permanecem na posio de

orientao anterior, fazendo com que o ncleo

permanea ligeiramente imantado. (Fig. 37)

Esta pequena imantao denominada

de magnetismo remanente ou residual. O mag-

netismo residual importantssimo, principal-

mente para os geradores de energia eltrica.

Este tipo de m denominado de m tem-

porrio.Fig. 37

Essa tenso gerada pelo movimento do condutor no interior de um campo magntico

denominada de tenso induzida.

Foi o cientista ingls Michael Faraday, ao realizar estudos com o eletromagnetismo, que

determinou as condies necessrias para que uma tenso seja induzida em um condutor.

As observaes de Faraday podem ser resumidas em duas concluses:

Fig. 38

SENAI-RJ 223


Isto significa: campo mais intenso maior tenso induzida

variao do campo mais rpida maior tenso induzida

Os geradores de energia eltrica se baseiam nos princpios estabelecidos por Faraday.

Auto-induo

O fenmeno de induo faz com que o comportamento das bobinas em um circuito de CC

seja diferente do comportamento dos resistores no mesmo tipo de circuito.


1 quando um condutor eltrico sujeito a um campo magntico varivel, tem origem

nesse condutor uma tenso induzida.

importante notar que para se ter um campo magntico varivel no condutor pode-se:

a) manter o campo magntico estacionrio e movimentar o condutor perpen-

dicularmente ao campo. (Fig. 39)

b) manter o condutor estacionrio e movimentar o campo magntico. (Fig. 40)

Fig. 39 Fig. 40

Movimento do condutor Movimento do campo magntico

2 a magnitude da tenso induzida diretamente proporcional intensidade do fluxo

magntico e razo de sua variao.

224 SENAI-RJ


Se neste mesmo circuito o resistor for substitudo por uma bobina, o comportamento

ser diferente. A corrente atinge o valor mximo algum tempo aps a ligao do interruptor.

(Fig. 42)


Em um circuito formado por uma fonte de CC, um resistor e uma chave, a corrente atinge

o seu valor mximo instantaneamente, no momento em que o interruptor ligado. (Fig. 41)

Chavedesligada

Chaveligada

Este atraso para atingir a corrente mxima se deve induo e pode ser melhor

compreendido imaginando o comportamento do circuito passo a passo.

Suponha-se o circuito composto por uma bobina, uma fonte de CC e uma chave. (Fig. 43)

Fig. 41

Chavedesligada

Chaveligada

Fig. 42

Fig. 43

SENAI-RJ 225


No momento em que a chave

fechada, inicia-se a circulao de corrente

na bobina.

Com a circulao da corrente, surge

o campo magntico ao redor de suas espiras.

(Fig. 45)


Enquanto a chave est desligada, no h campo magntico ao redor das espiras porque

no h corrente circulante.

A figura 44 mostra apenas a bobina em destaque, com algumas espiras representadas

em corte.

Fig. 44

Campomagntico

Fig. 45

Na medida em que a corrente cresce em direo ao valor mximo, o campo magntico

nas espiras se expande. (Fig. 46)

Fig. 46

Campomagnticoem expanso

226 SENAI-RJ


Ao se expandir, o campo magntico em movimento gerado em uma espira corta a espira

colocada ao lado. (Fig. 47)

Conforme Faraday enunciou, induz-se nessa espira cortada pelo campo em movimento

uma determinada tenso.

Cada espira da bobina induz, nas espiras vizinhas, uma tenso eltrica.

Desse modo, a aplicao de tenso em uma bobina provoca o aparecimento de um

campo magntico em expanso que gera, na prpria bobina, uma tenso induzida.

Este fenmeno que consiste em uma bobina induzir sobre si mesma uma tenso

denominado de auto-induo.

A tenso gerada na bobina por auto-induo tem uma caracterstica importante: tem

polaridade oposta tenso que aplicada aos seus terminais, razo pela qual denominada de

fora contra-eletromotriz. (f.c.e.m.).

Voltando ao circuito:

Ao ligar a chave, aplica-se a tenso, com uma determinada polaridade, bobina.(Fig. 48)

Fig. 47

Fig. 48

Polaridade da fonte

SENAI-RJ 227


Como a f.c.e.m. atua contra a tenso da fonte, a tenso aplicada bobina , na realidade:

V resultante = V fonte f.c.e.m.

A corrente no circuito causada por esta tenso resultante:

(V f.c.e.m.)

I =

Como a f.c.e.m. existe apenas durante a variao do campo magntico gerado na bobina,

quando o campo magntico atinge o valor mximo a f.c.e.m. deixa de existir e a corrente atinge

o valor mximo.

O grfico da figura 51 mostra detalhadamente esta situao.


A auto-induo gera, na bobina, uma tenso induzida (f.c.e.m.) de polaridade oposta

tenso aplicada. (Fig. 49)

Fcem Tensoaplicada

Fig. 49

Representando f.c.e.m. como uma bateria existente no interior da prpria bobina, o

circuito apresenta-se conforme mostrado na figura 50.

Bobina

Fig. 50

tenso resultante R

228 SENAI-RJ


O mesmo fenmeno ocorre quando a chave desligada. A contrao do campo induz

Fig. 51

uma f.c.e.m. na bobina retardando o decrscimo da corrente. (Fig. 52)

Em resumo, pode-se dizer que a auto-induo faz com que as bobinas tenham uma

caracterstica singular: a oposio a variaes bruscas de corrente.

Fig. 52

Chavedesligada Chave ligada Chave desligada

auto--induo

auto--induo

Crescelentamente

Decrescelentamente

Chavedesligada Chave ligada

auto--induo cessa a auto-induo

I= V - fcem R

t

SENAI-RJ 229


Indutncia

A capacidade de se opor s variaes de corrente denominada de indutncia e

representada pela letra L.

A unidade de medida da indutncia o henry, representado pela letra H.

A unidade de medida de indutncia, henry, tem submltiplos muito utilizados em

eletrnica. A tabela 1 mostra a relao entre os submltiplos e a unidade.


A indutncia de uma bobina depende de diversos fatores:

material

do ncleo seo

formato

do nmero de espiras

do espaamento entre as espiras

tipo

do condutor

seo

Em funo de apresentar indutncia, as bobinas so tambm denominadas de indutores.

Os indutores podem ter as mais diversas formas, podendo inclusive ser parecidos com

um transformador.

SUBUNIDADE

milihenry(mH)

microhenry(H)

VALOR COM RELAO AO henry

10-3 H ou 0,001 H

10-6 H ou 0,000001 H

{

{

230 SENAI-RJ


Indutores em CA

Quando se aplica um indutor em um circuito de CC, a sua indutncia se manifesta

apenas nos momentos em que existe variao de corrente.

J em CA, como os valores de tenso e corrente esto em constante modificao, o

efeito da indutncia se manifesta permanentemente.

Essa manifestao permanente da oposio circulao de corrente varivel

denominada de reatncia indutiva, representada pela notao XL.

Reatncia indutiva (XL) a oposio que um indutor apresenta

circulao de corrente alternada.

Em outras palavras, reatncia indutiva a resistncia de um indutor em

corrente alternada.

A reatncia indutiva expressa em ohms e pode ser determinada atravs da equao:

onde XL

= reatncia indutiva em X

L = 2 pi f L 2pi = constante (6,28)

f = freqncia da corrente alternada

L = indutncia do indutor em henry


Fig. 53

A figura 53 mostra alguns tipos caractersticos de indutores.

SENAI-RJ 231


A reatncia indutiva de um indutor no depende da tenso aplicada aos

seus terminais.

A corrente que circula em um indutor aplicado a CA (IL) pode ser calculada com base na Lei

de Ohm, substituindo-se R por XL.


APLICAO

Exerccio 1 A reatncia de um indutor de 600 mH aplicado a uma rede de CA de 60 Hz :

XL = 2pi f L

XL

= 6,28 60 0,6

XL = 226,08

onde IL = corrente eficaz no indutor em A

V = tenso eficaz em V

XL = reatncia indutiva em

TransformadorO transformador um dispositivo que permite elevar ou rebaixar os valores de tenso ou

corrente em circuitos de CA. (Figs. 54 e 55)

IL =

V X

L

A grande maioria dos equipamentos eletrnicos emprega transformadores, seja como

elevador ou como rebaixador de tenses.

TRANS-FORMA-

DOR 110 VCA 220 VCA

Fig. 54 Fig. 55

TRANS-FORMA-

DOR 110 VCA220 VCA

232 SENAI-RJ


A figura 56 mostra alguns transformadores.

Princpio de funcionamento

Fig. 56

Campo magnticovarivel

Quando uma bobina

conectada a uma fonte de CA,

surge um campo magntico

varivel ao seu redor. (Fig. 57)

Aproximando-se outra

bobina primeira, o campo

magntico varivel gerado na

primeira bobina corta as

espiras da segunda. (Fig. 58)

Fig. 57

Fig. 58

tensoaplicada

Como conseqncia da variao de campo magntico sobre suas espiras, surge na

segunda bobina uma tenso induzida. (Fig. 59)

SENAI-RJ 233


A bobina na qual se aplica a tenso CA denominada de primrio do transformador e a

bobina onde surge a tenso induzida denominada de secundrio do transformador. (Fig. 60)


Fig. 59

importante observar que as bobinas primria e secundria so eletricamente isoladas

entre si. A transferncia de energia de uma para a outra se d exclusivamente atravs das linhas

de fora magnticas.

Fig. 60

A tenso induzida no secundrio

de um transformador proporcional ao

nmero de linhas magnticas que corta a

bobina secundria.

Por esta razo, o primrio e o

secundrio de um transformador so

montados sobre um ncleo de material

ferromagntico. (Fig. 61)

Ncleo deferro

Primrio

Secundrio

Fig. 61

234 SENAI-RJ


O ncleo diminui a disperso do campo magntico, fazendo com que o secundrio seja

cortado pelo maior nmero de linhas magnticas possvel, obtendo uma melhor transferncia

de energia entre primrio e secundrio.

As figuras 62 e 63 ilustram o efeito provocado pela colocao do ncleo no transformador.


Com a incluso do ncleo, o aproveitamento do fluxo magntico gerado no primrio

maior. Entretanto, surge um inconveniente: o ferro macio sofre grande aquecimento com a

passagem do fluxo magntico.

Para diminuir esse aquecimento, utiliza-se ferro silicoso laminado para a construo do

ncleo. (Fig. 64)

Fig. 62

Fig. 63

Com a laminao do ferro,

reduzem-se as correntes parasitas

responsveis pelo aquecimento do

ncleo.

A laminao no elimina o

aquecimento, mas o reduz sensivel-

mente, comparando ao que ocorre com

o ferro macio.

Ferro silicosolaminado

Fig. 64

SENAI-RJ 235


Os traos colocados no smbolo entre as bobinas do primrio e secundrio, indicam o

ncleo de ferro laminado. O ncleo de ferro empregado em transformadores que funcionam

em baixas freqncias (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz).


A figura 65 mostra os smbolos empregados para representar o transformador, segundo

a norma da ABNT.

Fig. 65

Transformadores com mais deum secundrio

possvel construir transformadores com mais de um secundrio, de forma a obter

diversas tenses diferentes. (Figs. 67 e 68)

Fig. 66

Transformadores que funcionam em

freqncias mais altas (kHz) geralmente so

montados em ncleo de ferrite. A figura 66

mostra o smbolo de um transformador com

ncleo de ferrite.

Fig. 67

Fig. 68

Este tipo de transformador muito utilizado em equipamentos eletrnicos.

236 SENAI-RJ


Relao de transformao

A aplicao de uma tenso CA ao primrio de um transformador resulta no aparecimento

de uma tenso induzida do seu secundrio. (Fig. 69)


Fig. 69

Aumentando-se a tenso aplicada ao primrio, a tenso induzida no secundrio aumenta

na mesma proporo. (Fig. 70)

Verifica-se atravs dos exemplos das figuras 69 e 70 que, no transformador tomado como

exemplo, a tenso do secundrio sempre a metade da tenso aplicada no primrio.

A relao entre as tenses do primrio e secundrio depende fundamentalmente da

relao entre o nmero de espiras no primrio e secundrio.

Se a tenso aplicada no primriodobra, a tenso induzida nosecundrio tambm dobra.

Fig. 70

SENAI-RJ 237


Num transformador com primrio de 100 espiras e secundrio de 200 espiras, a tenso

no secundrio ser o dobro da tenso no primrio. (Fig. 71)

Denominando-se o nmero de espiras do primrio de NP e do secundrio de N

S pode-se

escrever:

VS = 20 V = 2 N

S = 2

VP 10 V N

P

Verifica-se que o resultado da relao NS/N

P o mesmo da relao V

S/V

P. Logo, pode-se

escrever:

VS = NS

VP N

P

Matematicamente pode-se escrever que, para o transformador usado como exemplo:

V

S = 0,5 onde VS = tenso no secundrio

VP VP = tenso no primrio

O resultado desta relao (VS/V

P) denominado de relao de transformao.

A relao de transformao expressa a relao entre a tenso aplicada ao

primrio e a tenso induzida no secundrio.

Se h o dobro de espiras nosecundrio, haver o dobro da

tenso no secundrio

Fig. 71

238 SENAI-RJ


Um transformador pode ser construdo de forma a ter qualquer relao de transformao

de que se necessite. Por exemplo:


Tipos de transformador quanto relao de transformao

Quanto relao de transformao, os transformadores podem ser classificados em trs

grupos:

transformador elevador

transformador rebaixador

transformador isolador

Transformador elevador denomina-se transformador elevador todo transformador com

uma relao de transferncia maior que 1 (NS > NP).

Devido ao fato de que o nmero de espiras do secundrio maior que o do primrio, a

tenso do secundrio ser maior que a do primrio.

Transformador elevador NS > NP VS > VP

RELAO DETRANSFORMAO

3

5,2

0,3

TENSES

VS = 3 x V

P

VS

= 5,2 x VP

VS = 0,3 x V

P

SENAI-RJ 239


A figura 72 mostra um exemplo de transformador elevador, com relao de transformao

de 1,5.


Se uma tenso de 100 VCA

for aplicada ao primrio, a tenso no secundrio ser de 150 V

(100 x 1,5 = 150 ).

Transformador rebaixador todo transformador com relao de transformao

menor que 1 (NS < NP).

Nesse tipo de transformador, a tenso no secundrio menor que no primrio.

Transformador rebaixador NS < NP VS < VP

Fig. 72

A figura 73 mostra um exemplo

de transformador rebaixador, com

instrumentos de medidas eletricas

Documents