Lista de Exercícios 1
1. Qual é a Matriz Energética do Brasil, quais são as tendências mundiais das formas de geração de
energia elétrica? Você tem alguma ideia diferente das que existem hoje?
R. A Matriz energética brasileira está baseada em hidráulica, termo e eólica, vemos a tendência do
crescimento mundial da nuclear e as fontes renováveis. Existem estudos do uso das propriedades
dos materiais magnéticos.
2. Como seria o mundo sem a descoberta da Energia Elétrica? Em sua opinião, a sustentabilidade social
e econômica seria baseada em que forma de tecnologia?
R. Os avanços tecnológicos em todas as áreas como vemos hoje, principalmente na científica, não
o teríamos, o conhecer seria num ritmo mais lento. Sem a energia Elétrica teríamos desenvolvido
tecnologias baseadas na natureza: Vento, queda d água e etc. A energia elétrica é uma das mais
nobres formas de energia secundária. A sua facilidade de geração, transporte, distribuição e
utilização, com as conseqüentes transformações em outras formas de energia, atribuem à
eletricidade uma característica de universalização, disseminando o seu uso pela humanidade. No
mundo de hoje, eletricidade, como alimento e moradia, é um direito humano básico. Eletricidade é a
dominante forma de energia moderna para telecomunicações, tecnologia da informação, e
produção de bens e serviços.
3. Descreva o funcionamento de 3 formas de geração de energia vistas em sala de aula. O que há em
comum e as diferenças entre essas formas de geração de energia?
R. A Hidrelétrica utiliza como combustível a força das quedas d’água que vão girar as pás dos
geradores, A Termoelétrica utiliza como combustível qualquer material que na sua reação químico
possa fornecer calor suficiente para aquecer um reservatório de água até que a água atinja o seu
ponto de ebulição, o vapor deste processo é conduzido dentro de dutos até as pás que
movimentarão o gerador. A Eólica utiliza a força dos ventos para poder girar as pás conectadas aos
aero geradores. Igualdades e diferenças leia a questão 7.
4. Defina o efeito corona? Como o efeito corona interfere na transmissão de Energia Elétrica? Em que
condições e níveis de tensões ele surge?
R.O efeito corona normalmente aparece nas superfícies dos condutores das linhas de transmissões
de energia elétrica, em conseqüência dos níveis de tensões de operação, normalmente em Extra
Alta, das configurações de fixação dos condutores e das condições climáticas onde estão
construídas. Esse efeito ocorre devido às partículas de ar, de poeiras e a alta umidade (vapor d
água) encontrada em torno dos condutores, que quando submetido a um campo elétrico muito
elevado e intenso, tornam-se ionizadas e, como conseqüências, emitem luz. É bom ressaltarmos
que os efeitos corona provocam perdas de eletricidade que podem variar de alguns quilowatts até
algumas centenas de quilowatts por quilômetros, principalmente quando as linhas de transmissões
ficam sob condições adversas de chuvas ou garoa.
5. Descreva a rede de distribuição, quais os principais elementos e suas funções?
R. - Subestação Abaixadora ou Subestação de distribuição: Para ser distribuída pelos fios da
cidade, a eletricidade tem sua tensão reduzida em subestações abaixadoras através de
transformadores. A tensão de linha de transmissão é baixada para valores padronizados nas redes
de distribuição primária – 6, 11, 13.8, 15 e 34.5 KV. Uma subestação de distribuição geralmente tem
como características:
. Tem transformadores que reduzem a tensão de transmissão para a tensão de distribuição
. Tem um "barramento" que pode direcionar a energia para várias cargas;
. Geralmente há disjuntores e chaves, visando desconectar a subestação da rede de transmissão ou
desligar linhas que saem da subestação de distribuição quando necessário.
- Redes de distribuição: Das subestações distribuição primária (alta tensão), partem as redes de
distribuição secundária (baixa tensão). Finalmente, a energia elétrica é transformada novamente
para os padrões de consumo local e chega às residências e outros estabelecimentos – tensão
230/127V No Brasil há cidades onde a tensão fase neutro é de 220V – Região Norte, Nordeste e
outras em 110, 120 ou 127 V como região sul, São Paulo, Rio de janeiro. As redes de distribuição
nos centros urbanos também podem ser aéreas ou subterrâneas. Nas redes aéreas os
transformadores são montados nos próprios postes ou em subestações abrigadas. A entrada de
energia nas edificações é chamada de ramal de entrada. Como vimos as redes de distribuição são
trifásicas, mas as ligações para consumo podem ser monofásicas, bifásicas ou trifásicas de acordo
com a carga necessária:
. Até 15 KW – monofásica (um fase e um neutro)
. De 15 KW a 25 KW – bifásica (dois fases e um neutro)
. Maior que 25 KW – trifásica (três fases e um neutro)
No alto dos postes, os três cabos que normalmente observamos são os três cabos para a energia
trifásica. O quarto cabo mais abaixo é o fio terra. Muitas vezes veem-se cabos extras, normalmente
fios de telefone ou de TV a cabo que utilizam os mesmos postes. Essa subestação em particular
produz dois níveis de tensão, a tensão mais alta precisa ser reduzida novamente, o que geralmente
acontecerá em outra subestação ou em transformadores menores em algum lugar da linha. Em
alguns postes, vemos também transformadores cuja função é diminuir ainda mais a tensão, de
modo que a energia possa ser usada nas edificações, chegando a tensão de 127/230 volts.
- Terminais: Uma casa precisa de apenas uma das três fases; então, é comum terminais para uma
ou duas das fases escoarem pelas ruas laterais.
- Na Residência: Fora de uma casa comum existe um conjunto de postes com um condutor fase e
um fio condutor terra (embora às vezes haja duas ou três fases no poste, dependendo de onde a
casa está localizada na rede de distribuição). Em cada casa, ou trecho de rua, há um transformador.
O trabalho do transformador é reduzir a voltagem de transmissão para os 230 ou 127 volts usados
nas instalações elétricas residenciais normais. Os 230 ou 127 volts entram em sua casa através de
um típico wattímetro.
6. Descreva uma subestação, qual a sua utilidade ao longo do percurso da energia elétrica?
R. Vide as perguntas 5 e 10.
7. O que há em comum e diferenças nas 3 principais formas de geração no Brasil? Cite 3 motivos porque
o Brasil adotou a interligação do seu sistema de energia.
R. De comum é que todas as três necessitam de uma transferência de energia mecânica para converter
em energia elétrica, e as diferenças estão nos combustíveis que geram energia mecânica ( água, vento,
biomassa, urânio, gás e etc.) . Quanto a interligação do sistema de energias:
- Aumento da estabilidade – sistema torna-se mais robusto podendo absorver, sem perda de
sincronismo, maiores impactos elétricos.
- Aumento da confiabilidade – permite a continuidade do serviço em decorrência da falha ou manutenção
de equipamento, ou ainda devido às alternativas de rotas para fluxo da energia.
- Aumento da disponibilidade do sistema – a operação integrada acresce a disponibilidade de energia do
parque gerador em relação ao que se teria se cada empresa operasse suas usinas isoladamente.
- Mais econômico - permite a troca de reservas que pode resultar em economia na capacidade de
reservas dos sistemas. O intercâmbio de energia está baseado no pressuposto de que a demanda
máxima dos sistemas envolvidos acontece em horários diferentes. O intercâmbio pode também ser
motivado pela importação de energia de baixo custo de uma fonte geradora, como por exemplo, a
energia hidroelétrica para outro sistema cuja fonte geradora apresenta custo mais elevado.
8. Quais serão as tendências futuras para a distribuição de energia elétrica?
R. A nova tendência internacional é de liberalização do mercado de energia elétrica com o
estabelecimento de comércio de energia on-line e de consumidores com o direito de escolher seu
supridor de energia elétrica. As redes de energia elétrica deverão em um futuro não longínquo permitir
que seus usuários exerçam um papel ativo na cadeia de suprimento de energia elétrica. As redes de
energia elétrica deverão em um futuro não longínquo permitir que seus usuários exerçam um papel ativo
na cadeia de suprimento de energia elétrica. Pequenos produtores quando operando interligados à rede
de distribuição em baixa tensão dão origem a um novo tipo de sistema de potência denominado de
Microredes.
9. Cite 3 motivos porque o Brasil adotou a interligação do seu sistema de energia.
R. Idem 7
10. Descreva uma rede de transmissão e os principais elementos que a compõem.
R. - A rede elétrica é pública e seu sistema de distribuição pode ser visto através dos cabos que
estão presentes nas ruas da cidade e estradas. Da usina até o ponto de utilização a energia se
utiliza de um sistema chamado de rede de distribuição de energia. A eletricidade percorre longas
distâncias para chegar até seu destino. Durante esse percurso, perde-se certa quantidade de
energia. Para diminuir as perdas, a tensão é elevada em subestações próximas à usina e vai sendo
diminuída até a entrada da edificação.
- Subestação Elevadora – Subestação de transmissão: Como já foi citada, a necessidade de
sistemas de transmissão em tensão superior à da geração se deve a impossibilidade de transmitir
diretamente a potência elétrica gerada nas usinas, pois as correntes seriam muito elevadas e as
quedas de tensão e perda de potência inviabilizam técnica e economicamente as transmissões.
Com a elevação da tensão, a potência gerada nas usinas pode ser transmitida em correntes
inferiores a da geração o que viabiliza as transmissões. Desse modo, utiliza-se uma subestação
elevadora junto à geração de energia para elevar a tensão elétrica. Assim, nesse nível de tensão, a
eletricidade pode percorrer longas distâncias pelas linhas de transmissão, sustentadas por torres,
até chegar às proximidades de onde será consumida. A energia trifásica (sinais de tensão e
corrente CA) sai do gerador e segue para a subestação de transmissão na usina elétrica. Essa
subestação utiliza grandes transformadores para elevar a tensão do gerador até tensões
extremamente altas, para a transmissão de longa distância através da rede de transmissão. As
tensões típicas para a transmissão de longa distância variam de 155 mil a 765 mil volts. A distância
máxima de uma transmissão típica é de aproximadamente 483 km.
- Linhas de Transmissão São enormes torres que conduzem a energia das usinas até os centros
urbanos em condições de alta tensão. Entre a geração e a distribuição, estão os sistemas em
distribuição em CA:
- Ultra Alta Tensão – acima de 765KV
- Extra Alta Tensão – 345, 440 e 500 KV
- Alta Tensão – 138 ou 230 KV
Todas as torres da figura possuem três cabos, sendo um para cada fase. Algumas torres possuem
cabos extras correndo ao longo de seu topo. Estes são cabos aterrados e tem como função atrair
raios.
11. Mostre o esquema da estrutura de um sistema de Energia desde a Geração até a área de consumo.
Indique as faixas de tensões padrões em cada etapa do percurso da energia. Em quais etapas os
consumidores podem ser atendidos?
12. Descreva a Estrutura organizacional do setor energético brasileiro.
R. O setor elétrico mundial tem passado por amplo processo de reestruturação organizacional. No
modelo atual os sistemas elétricos são tipicamente divididos em segmentos como geração,
transmissão, distribuição, e comercialização. No Brasil, este processo de reestruturação foi
desencadeado com a criação de um novo marco regulatório, a desestatização das empresas do
setor elétrico, e a abertura do mercado de energia elétrica. Para gerenciar este novo modelo do
setor elétrico, o Governo Federal criou a estrutura organizacional apresentada na Figura 1.27 e
definida a seguir.
a) Conselho Nacional de Política Energética – CNPE: Órgão de assessoramento do Presidente da
República para formulação de políticas nacionais e diretrizes de energia, visando, dentre outros, o
aproveitamento natural dos recursos energéticos do país, a revisão periódica da matriz energética e
a definição de diretrizes para programas específicos.
b) Ministério de Minas e Energia – MME: Encarregado de formulação, do planejamento e da
implementação de ações do Governo Federal no âmbito da política energética nacional. O MME
detém o poder concedente.
c) Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE: Constituído no âmbito do MME e sob sua
coordenação direta, com a função precípua de acompanhar e avaliar permanentemente a
continuidade e a segurança do suprimento eletro energético em todo o território.
d) Empresa de Pesquisa Energética – EPE: Empresa pública federal vinculada ao MME tem por
finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinados a subsidiar o planejamento
do setor energético.
e) Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL: Autarquia vinculada ao MME, com finalidade de
regular a fiscalização, a produção, transmissão, distribuição e comercialização de energia, em
conformidade com as políticas e diretrizes do Governo Federal. A ANEEL detém o poder regulador e
fiscalizador.
f) Operador Nacional do Sistema Elétrico – NOS: Pessoa jurídica de direito privado, sem fins
lucrativos, sob regulação e fiscalização da ANEEL, tem por objetivo executar as atividades de
coordenação e controle da operação de geração e transmissão, no âmbito do SIN (Sistema
Interligado Nacional). O ONS é responsável pela operação física do sistema e pelo despacho
energético centralizado.
g) Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE: Pessoa jurídica de direito privado, sem
fins lucrativos, sob regulação e fiscalização da ANEEL, com finalidade de viabilizar a
comercialização de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional - SIN. Administra os contratos
de compra e venda de energia elétrica, sua contabilização e liquidação. A CCEE é responsável pela
operação comercial do sistema.
h) Agências Estaduais de Energia Elétrica: Nos estados foram criadas as Agências Reguladoras
Estaduais com a finalidade de descentralizar as atividades da ANEE. A Figura 1.28 apresenta as
agências reguladoras estaduais.
i)Eletrobrás: vide questão 13
j) Agentes Setoriais: Agentes relacionados ao setor de energia elétrica.
- ABRAGE: Associação Brasileira das Empresas Geradoras de Energia Elétrica. Empresas
associadas: AES TIETÊ, CDSA, CEMIG, CESP, CEEE, DUKE-GP, CHESF, COPEL, ELETRONORTE,
EMAE, FURNAS, LIGHT, TRACTEBEL ENERGIA.
- ABRATE: Associação Brasileira de Grandes Empresas de Transmissão de Energia Elétrica.
Empresas associadas: CEMIG, CTEEP, CHESF, COPEL Transmissão S.A, ELETRONORTE, Furnas
Centrais Elétricas AS, Companhia Estadual de Geração e Transmissão de Energia Elétrica - CEEE
GT, ELETROSULCentrais Elétricas S.A.
- ABRADEE: Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica. Empresas associadas (48
dentre as 67 concessionárias de distribuição): dentre muitas está a CELESC – CENTRAIS
ELÉTRICAS DE SANTA CATARINA S.A.
- ABEER: Associação Brasileira das Empresas de Energia Renovável
- ABRACEEL: Associação Brasileira dos Agentes Comercializadores de Energia Elétrica.
- ABRACEE: Associação Brasileira de Grandes Consumidores Industriais de Energia e de
Consumidores Livres.
- APINE: Associação Brasileira dos Produtores Independentes de Energia Elétrica – Os produtores
independentes (PIEs) são empresas ou grupo de empresas reunidas em consórcio, com
autorização ou concessão para produzir energia destinada ao comércio de toda ou parte da
produção por sua conta e risco. Os PIs têm como garantia o livre acesso aos sistemas elétricos,
além disso, têm autonomia para fechar contratos bilaterais de compra e venda de energia elétrica.
13. Descreva a Eletrobrás.
R. A Eletrobrás controla grande parte dos sistemas de geração e transmissão de energia elétrica do
Brasil por intermédio de seis subsidiárias: Chesf, Furnas, Eletrosul, Eletronorte, CGTEE
(Companhia de Geração Térmica de Energia Elétrica) e Eletronuclear. A empresa possui ainda
50% da Itaipu Binancional e também controla o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel),
o maior de seu gênero no Hemisfério Sul. A Eletrobrás dá suporte a programas estratégicos do
governo federal, como o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
(Proinfa), o Programa Nacional de Universalização do Acesso e Uso da Energia Elétrica (Luz
para Todos) e o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel).
14. Descreva a características do setor elétrico brasileiro.
R. - Geração de Energia Elétrica no Brasil: O sistema de produção e transmissão de energia elétrica
do Brasil pode ser classificado como hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de
usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. A maior parte da capacidade instalada é
composta por usinas hidrelétricas, que se distribuem em 12 diferentes bacias hidrográficas nas
diferentes regiões do país de maior atratividade econômica. São os casos das bacias dos rios
Tocantins, Paranaíba, São Francisco, Paranaíba, Grande, Paraná, Tietê, Paranapanema, Iguaçu,
Uruguai e Jacuí onde se concentram as maiores centrais hidrelétricas. Os reservatórios nacionais
situados em diferentes bacias hidrográficas, que não têm nenhuma ligação física entre si,
funcionam como se fossem vasos comunicantes interligados por linhas de transmissão. A
capacidade de geração do Brasil em 2008 é de 104.851.356 kW de potência, com um total de total
2.100 empreendimentos em operação
- Transmissão de Energia Elétrica no Brasil: As linhas de transmissão no Brasil costumam ser
extensas, porque as grandes usinas hidrelétricas geralmente estão situadas a distâncias
consideráveis dos centros consumidores de energia. Hoje o país está quase que totalmente
interligado, de norte a sul.
- Sistemas de Distribuição no Brasil: Os sistemas de distribuição de energia elétrica no Brasil
incluem todas as redes e linhas de distribuição de energia elétrica em tensão inferior a 230 kV, seja
em baixa tensão (BT), média tensão (MT) ou alta tensão (AT).
15. Como funciona o relógio de medição de energia elétrica?
R. Vide Texto Abaixo.
16. Quais são as diferenças entre tarifação residencial e industrial? O que significa o termo Ponta e Fora
de Ponta? O que é tarifa Verde e Azul?
R. Para a adoção de estratégias para a otimização do uso de energia elétrica faz-se necessário o
perfeito conhecimento da sistemática de tarifação. Pois, a legislação brasileira permite às
concessionárias calcular as faturas em função do: (a) consumo (kWh), (b) demanda (kW), (c) fator
de potência e (d) diferentes tipos de tarifas. Para a elaboração das faturas os consumidores finais
(indústrias, residências, propriedades rurais, comércio e outros), são classificados em dois Grupos
conforme o Quadro 1
Quadro 1 - Grupos de Consumidores
Grupo A - Alta Tensão
A-1 - 230 kV ou mais;
A-2 - 88 a 138 kV;
A-3 - 69 kV;
A-3a - 30 a 44 kV;
A-4 - 2,3 a 13,8 kV; e
A.S. - 2,3 a 13,8 kV (Subterrâneo).
Grupo B - Baixa Tensão
B-1 - Residencial;
B-1 - Residencial Baixa Renda;
B-2 - Rural;
B-3 - Não Residencial Nem Rural; e
B-4 - Iluminação Pública.
A Tarifa Azul aplica-se às unidades consumidoras que possuem processo produtivo contínuo e
enquadram-se no Grupo A. A adoção desta é obrigatória aos consumidores dos tipos A-1, A-2 e A3 e opcional aos demais. Enquanto, a Tarifa Verde aplica-se a consumidores com capacidade de
modulação do processo produtivo. Esta é opcional aos consumidores do Grupo A tipos A-3a, A-4 e
AS. Apresenta-se no Quadro 2 os ítens considerados nos cálculos das faturas ao aplicar as tarifas
Azul e Verde.
Quadro 2 - Ítens considerados nos cálculos de faturas de energia elétrica para as tarifas Azul e
Verde.
Tarifa Azul
Demanda na Ponta
Demanda Fora de Ponta
Consumo na Ponta
Consumo Fora de Ponta
Tarifa Verde
Demanda
Consumo na Ponta
Consumo Fora de Ponta
17. Quais as três formas básicas de monitoração de Energia Elétrica pela concessionária? Sobre os
sistemas de tarifação, o que significam os termos Ponta e Fora de Ponta? O que eles interferem na
conta final do consumidor? Existem outros parâmetros que podem interferir nesta composição?
R.Os consumidores são monitorados nos seguintes parâmetros: Consumo, Demanda e Fator de
Potência. Nos horários de Ponta o preço da energia é maior devido ao aumento de consumo na
rede, este aumento é percebido para os consumidores das tarifações Azul e Verde. Período Seco e
Úmido.
• Horário de Ponta - Corresponde ao intervalo de 3 horas consecutivas, ajustado de comum
acordo entre a concessionária e o cliente, situado no período compreendido entre as 18h e 21h e
durante o horário de verão e das 19h à 22h.
• Horário Fora de Ponta - Corresponde às horas complementares ao horário de ponta.
18. Faça uma estimativa de gasto de sua conta de energia elétrica dos seguintes eletrodomésticos:
a) Chuveiro de 6800 W, 10 min de uso diário, 3 pessoas.
b) Refrigerador de 250 W.
c) Computador de 450 W, 5h de uso diário.
Considere a tarifação de energia elétrica a R$ 0,50, lembre que a energia consumida é medida em
KWH (quilo watts hora). A formula: Fc  C  Tc , onde: Fc(valor da fatura, R$), C(Consumo de energia
elétrica medido no mês, KWH) e Tc(tarifa de consumo, R$/KWH).
R.
Fc  ((6,8  0,5  30)  0,5)  ((0,25  24  30)  0,5)  ((0,45  5  30)  0,5)
Fc  51,00  90,00  33,75  R$174,75
19. Calcule o total de consumo de energia elétrica dos seguintes eletrodomésticos no período de 30 dias:
a) Chuveiro de 7500 W, 7 min de uso diário, 5 pessoas.
b) Televisor de 500 W, 6h de uso diário..
c) Ar condicionado de 1300 W, 8h de uso diário no verão.
Considere a tarifação de energia elétrica a R$ 0,49/KWH, lembre que a energia consumida é medida
em KWH (quilo watts hora). A formula: Fc  C  Tc , onde: Fc(valor da fatura em R$), C(Consumo de
energia elétrica do equipamento medido no mês, KWH) e Tc(tarifa de consumo, R$/KWH).
R.
Fc  ((7,5  0,12  30)  0,49)  ((0,50  6  30)  0,49)  ((1,3  8  30)  0,49)
Fc  13,23  44,10  59,28  R$116,61
Questão 15 – Medidores de Energia Elétrica (Material da DEE/UFCG Campina Grande - Prof, Dr,
Rosales)
1 Medidor de Energia elétrica do tipo indução
A medição da energia elétrica possibilita a concessionária fazer um faturamento adequado da quantidade de
energia elétrica consumida por cada usuário, dentro de uma tarifa pré-estabelecida. Os equipamentos
utilizados para este propósito são chamados de medidores de energia elétrica.
1.1 Classificação dos medidores de energia elétrica
Os medidores de energia elétrica do tipo indução se classificam em duas famílias: medidores monofásicos e
medidores polifásicos.
1.1.1 - Medidores monofásicos
a) Medidor monofásico de dois fios. É constituído de um motor, uma bobina de tensão e uma bobina de
corrente.
b) Medidor monofásico de três fios.
É constituído de um motor, uma bobina de tensão e duas bobinas de corrente.
1.1.2 – Medidores polifásicos
a) Medidor polifásico de três fios.
É constituído de um ou dois motores, duas bobinas de tensão e duas bobinas de corrente.
b) Medidor polifásico de quatro fios.
É constituído de um ou três motores, três bobinas de tensão e três bobinas de corrente.
2. Medidores Monofásicos de Energia
Os medidores monofásicos de energia elétrica do tipo indução são bastante utilizados devido a sua robustez
mecânica, elevado grau de confiabilidade e baixo custo de fabricação. Sua principal aplicação é na medição de
energia elétrica de consumidores residenciais, isto é, que apresentam baixo consumo. Para elevado consumo
de energia elétrica as concessionárias geralmente utilizam medidores eletrônicos ou que empreguem outra
forma de tarifação de energia elétrica.
2.1. Estrutura dos medidores de Indução
A Figura 1 mostra o medidor de indução:
Figura 1: Estrutura do Medidor de Indução
Esse tipo de medidor é constituído pelas seguintes partes:
a) Uma bobina de potencial fortemente indutiva, ligada em paralelo com a carga;
b) Uma bobina de corrente ligada em série com a carga;
c) Núcleo de lâminas formado por um material ferromagnético;
d) Mostrador usado para indicar a energia elétrica consumida;
e) Um disco de alta condutibilidade usado para acionar um sistema mecânico que altera o mostrador;
f) Ímã permanente usado para frenar ou amortecer o disco;
O mostrador pode ser de dois tipos: ciclométrico (Figura 2) ou ponteiro (Figura 3)
Figura 2: Mostrador tipo ciclométrico
Figura 3: Mostrador tipo ponteiro
O mostrador ciclométrico possui a vantagem com relação à facilidade de leitura, porém apresenta um maior
atrito nos pontos de apoio no eixo M e no sistema de engrenagens. Para amenizar este problema são utilizados
vários artifícios, que consistem em colocar um dispositivo apropriado com a finalidade de introduzir um
conjugado no disco, adiantando ou retardando o seu movimento.
3. Princípio de funcionamento
Quando um condutor de comprimento L é percorrido por uma corrente i e se encontra na presença de um
campo magnético B, irá surgir uma força cujo sentido será estabelecido pela regra da mão esquerda. O
fenômeno descrito acima é o da interação eletromagnética, os medidores de indução seguem esse princípio,
cuja equação é dada por:
F B i L sen b
(1.1)
Onde:
é o ângulo entre o campo magnético B e a direção de i L.
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. As correntes de Focault induzidas no disco são
dadas pelas equações (1.2) e (1.3), descritas abaixo:
O conjugado resultante (1.6) gerado no eixo de rotação M será a soma dos conjugados da bobina de potencial
(1.4) e da bobina de corrente (1.5).
C2 k2'wf i f v sen(-q )
C1 k1'wf i f v sen(-q )
Cm k'wf i f v sen(-q )
(1.4)
(1.5)
(1.6)
Todo medidor vem especificado com o valor da constante Kd, que representa o valor da energia elétrica
registrada por revolução do disco, expressa em watt-horas.
4. Dinâmica do funcionamento (http://www.fazfacil.com.br/reforma-construcao/relogio-medidor-
energia/)
No medidor tipo mecânico, o principio é o mesmo de um motor elétrico, cujo eixo está acoplado ao mostrador
com engrenagens e ponteiros. Cada ponteiro gira 10 vezes mais que o antecessor, formando assim uma
contagem de 4 décadas, (no caso de 4 ponteiros) com medições até 10 KW/hora, contando unidade por
unidade. O eixo do motor tem um freio magnético para que o movimento seja coerente com o consumo. Esse
freio é composto por um disco de alumínio girando dentro de um campo magnético, o qual proporciona a
frenagem correta e é isento de desgaste. O medidor propriamente dito atua como um motor acionado por
campos magnéticos vindos da bobina de tensão e da bobina de corrente. Mecanicamente estão dispostos de
maneira que quando a fase dos campos forem concordantes os campos se somam e o motor gira na melhor
eficiência. Quando o consumo da carga for reativo (motores elétricos principalmente) as fases estão
deslocadas e o campo magnético diminue. No caso de medidores industriais além do consumo de energia
ativa, são feitas outras medições: reativos, pico de consumo, etc. Este é o principio resumido de funcionamento
do medidor; no caso de medidores eletrônicos a medição é feita totalmente sem partes mecânicas,
obviamente; tem memórias para guardar os resultados, e display luminoso.
4.1. Leitura no Medidor Analógico
O tipo mais comum de medidor de energia elétrica é o Analógico ou de ponteiros. Ele é composto por quatro
relógios. Veja como é fácil fazer a sua leitura:
1. Comece a leitura pelo marcador da unidade localizado à sua direita na figura.
2. Repare que os ponteiros giram no sentido horário e anti-horário, e sempre no sentido crescente dos
números, ou seja, do menor para o maior número.
3. Para efetuar a leitura, anote o último número ultrapassado pelo ponteiro de cada um dos quatro relógios.
Sempre que o ponteiro estiver entre dois números, deverá ser considerado o menor valor.
Exemplo: Leitura atual: 5084
4. Para fazer o cálculo de seu consumo parcial, você deverá subtrair da leitura atual a última leitura do mês
anterior, que consta no campo “Leitura” no texto “Informações de Leitura” da sua conta de energia elétrica.
Exemplo: Leitura mês anterior: 4869
Consumo Parcial = 5084 kWh (leitura atual) - 4869 kWh (leitura anterior) = 215 kWh
Obs.: caso, na sua conta de luz, o campo constante seja diferente de 1, multiplicar o consumo parcial pelo valor da
constante para chegar ao número de kilowatts gastos no período. “Para que você tenha um maior controle do seu
gasto mensal de energia, este procedimento pode ser realizado periodicamente.”
4.2. Leitura no Medidor Digital (Eletrônico)
Apresenta os algarismos em formato digital, funcionando como um registrador de quilometragem percorrida por
um veículo. Nesse tipo de relógio de luz, os números que aparecem no visor já indicam o valor da leitura.