A diferença entre um medidor de bobina móvel e um medidor de bobina móvel com ímã permanente

Diferenças Entre Medidores de Bobina Móvel e Medidores de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

Medidores de bobina móvel e medidores de bobina móvel com ímã permanente (PMMC) são ambos tipos de instrumentos eletromecânicos usados para medir grandezas elétricas, mas possuem diferenças distintas em sua construção, operação e aplicações. Abaixo está uma comparação detalhada dos dois:

1. Construção

Medidor de Bobina Móvel

• Fonte do Campo Magnético: Em um medidor de bobina móvel tradicional, o campo magnético é gerado por um par de espiras condutoras de corrente (espiras de campo) que cercam a bobina móvel. Essas espiras de campo são energizadas pela mesma corrente que passa pela bobina móvel.

• Bobina Móvel: A bobina móvel é suspensa entre as espiras de campo e carrega a corrente a ser medida. Ela é livre para girar sobre um pivô ou rolamento de joia.

• Amortecimento: O amortecimento é geralmente fornecido por atrito do ar ou correntes de fuga, o que ajuda a trazer o ponteiro ao repouso rapidamente após a deflexão.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

• Fonte do Campo Magnético: No medidor PMMC, o campo magnético é fornecido por um ímã permanente, que cria um campo magnético forte e estável. Isso elimina a necessidade de espiras de campo externas.

• Bobina Móvel: A bobina móvel é colocada dentro da abertura do ímã permanente. Quando a corrente flui pela bobina móvel, ela interage com o campo magnético, causando a rotação da bobina.

• Amortecimento: Os medidores PMMC frequentemente usam amortecimento por correntes de fuga, onde um pequeno disco ou vela de alumínio anexado à bobina móvel gira dentro de um campo magnético, gerando correntes de fuga que fornecem amortecimento.

2. Princípio de Funcionamento

Medidor de Bobina Móvel

Funcionamento: O medidor de bobina móvel opera no princípio da indução eletromagnética. Quando a corrente flui pela bobina móvel, ela cria um campo magnético que interage com o campo produzido pelas espiras de campo. Esta interação produz um torque que causa a rotação da bobina móvel. A deflexão do ponteiro é proporcional à corrente que passa pela bobina móvel.

Equação do Torque: O torque (T) produzido em um medidor de bobina móvel é dado por:

onde B é a densidade de fluxo magnético, I é a corrente, L é o comprimento da bobina e d é a largura da bobina.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

Funcionamento: O medidor PMMC opera no princípio do efeito motor. Quando a corrente flui pela bobina móvel, ela interage com o campo magnético forte e uniforme fornecido pelo ímã permanente. Esta interação produz um torque que causa a rotação da bobina móvel. A deflexão do ponteiro é diretamente proporcional à corrente que passa pela bobina móvel.

Equação do Torque: O torque (T) produzido em um medidor PMMC é dado por:

onde B é a densidade de fluxo magnético, I é a corrente, N é o número de espiras na bobina e A é a área da bobina.

3. Vantagens e Desvantagens

Medidor de Bobina Móvel

Vantagens:

Pode medir correntes AC e DC, pois o campo magnético é gerado pela própria corrente. Não há necessidade de um ímã permanente, o que pode reduzir custos e complexidade.

Desvantagens:

• Menos preciso que os medidores PMMC devido às variações na intensidade do campo magnético.

• As espiras de campo consomem energia, o que pode introduzir erros em circuitos de baixa potência.

• O campo magnético não é tão uniforme quanto nos medidores PMMC, resultando em deflexão menos linear.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

Vantagens:

• Alto grau de precisão e sensibilidade, especialmente para medição de correntes DC.

• Campo magnético uniforme fornecido pelo ímã permanente garante deflexão linear e alta precisão.

• Baixo consumo de energia, pois não são necessárias espiras de campo externas.

• Longa vida e confiabilidade devido à ausência de espiras de campo.

Desvantagens:

• Apenas pode medir correntes DC, pois a direção do campo magnético é fixada pelo ímã permanente.

• Mais caro que os medidores de bobina móvel devido ao uso de ímãs permanentes.

• Sensível a mudanças de temperatura, o que pode afetar as propriedades magnéticas do ímã permanente.

4. Aplicações

Medidor de Bobina Móvel

Aplicações:

• Usado em amperímetros e voltímetros de propósito geral que precisam medir correntes AC e DC.

• Adequado para aplicações em que o custo e a simplicidade são importantes, e a precisão moderada é suficiente.

• Frequentemente usado em instrumentos mais antigos ou mais simples.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

Aplicações:

• Largamente utilizado em medições de precisão de DC, como em instrumentos de laboratório, multímetros e medidores de painel.

• Comumente encontrado em multímetros digitais (DMMs) para medição de tensão e corrente DC.

• Usado em sistemas de controle industrial, instrumentos automotivos e outras aplicações que exigem alta precisão e confiabilidade.

5. Escala e Deflexão

Medidor de Bobina Móvel

• Escala: A escala de um medidor de bobina móvel geralmente é não linear, especialmente em deflexões maiores, devido ao campo magnético não uniforme produzido pelas espiras de campo.

• Deflexão: A deflexão é proporcional à corrente, mas a relação pode não ser perfeitamente linear, especialmente em níveis de corrente mais altos.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

• Escala: A escala de um medidor PMMC é linear, pois o campo magnético é uniforme e não muda com a posição da bobina móvel.

• Deflexão: A deflexão é diretamente proporcional à corrente, tornando-a mais fácil de ler e interpretar.

6. Sensibilidade à Temperatura

Medidor de Bobina Móvel

Sensibilidade à Temperatura: O medidor de bobina móvel é menos sensível a mudanças de temperatura porque o campo magnético é gerado pela própria corrente, e não por um ímã permanente.

Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC)

Sensibilidade à Temperatura: Os medidores PMMC são mais sensíveis a mudanças de temperatura, pois as propriedades magnéticas do ímã permanente podem variar com a temperatura. No entanto, os medidores PMMC modernos frequentemente incluem compensação de temperatura para mitigar esse efeito.

Resumo

• Medidor de Bobina Móvel: Usa espiras de campo condutoras de corrente para gerar o campo magnético, pode medir correntes AC e DC, mas é menos preciso e tem uma escala não linear. É adequado para aplicações de propósito geral onde a precisão moderada é aceitável.

• Medidor de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC): Usa um ímã permanente para fornecer um campo magnético forte e uniforme, só pode medir correntes DC, mas oferece alta precisão, linearidade e sensibilidade. É amplamente utilizado em aplicações de medição de precisão.