Dúvida com um TC

[Pask]

Amigos adquiri um transformador de corrente da empresa Toroid do Brasil (www.toroid.com.br), com a seguinte especificação: 20:0,04. Esta especificação significa que, quando a corrente na carga (primário do tc) for 20A a corrente sobre o resistor de carga ligado ao tc será de 40mA. O resistor de carga é um resistor ligado em paralelo com os terminais do tc. A pequena corrente produzida pelo enrolamento do tc circula por este resistor e causa uma queda de tensão sobre ele proporcionalmente à corrente da carga. Qual é o valor deste resistor? Este resistor tem o valor 20 / 0,04 = 500 ohms. Então, vejam que quando circular a corrente máxima pelo tc, ou seja, 20 amperes, vai haver uma queda de tensão máxima no resistor de 20V. Para outros valores de corrente basta fazer os cálculos.
Então, qual é a minha dúvida? A minha dúvida reside basicamente na falta de linearidade que estou observando neste tc. Por exemplo, caso eu ligue no tc uma carga cuja corrente seja de 9A, fazendo os cálculos, esta carga deveria provocar a seguinte queda de tensão no resistor de carga:

20 0,04
______ = ______

9 X

Portanto: X = (9*0,04)/20 = 0,018 * 500(Rc) = 9V

Ou seja, esta carga deveria provocar sobre Rc uma queda de tensão de 9V correspondendo diretamente à corrente real de 9A. Porém, ao montar o circuito e medir a tensão sobre Rc, me deparo com um valor inferior a 9V, com cerca de 8,3V que corresponderiam, neste caso, a uma corrente de 8,3A. No entanto, medindo a corrente desta carga com um alicate-amperímetro digital encontro o valor de 9A correto; fazendo outra medida com o amperímetro do meu multímetro digital também meço os 9A esperados!
[b]A minha pergunta é: por que estaria havendo este desvio na corrente medida com o tc?[/b]PS.: Para conseguir o valor de 500 ohms de Rc, liguei dois resistores de 1k ohms em paralelo e conferi a sua resistência equivalente que ficou em torno de 492 ohms. Para que não ficasse nada errado, ainda liguei um terceiro resistor de 7,5 ohms em série com o arranjo para chegar nos 500 ohms exatos! O erro da leitura não é por aí...

[Carlão]

Você tem que perguntar ao fabricante qual a máxima tensão de saída no TC. Eu acho que 9 Vrms é muito, principalmente para 9A no primário, com essa relação de corrente (20/0,04A). Ou seja, se o TC pode, no máximo, fornecer 5Vrms, e você quer 9 Vrms, o TC vai saturar, e não vai responder linearmente.
Normalmente esses TCs não podem fornecer mais que 5 V na saída.

Experimenta colocar um resistor de saída de 100R. Daí, o cálculo fica assim:

9A / 500 = 0,018A (500 é o número de espiras do transformador, ou seja, a relação de transformação ==> 20/0,04).

0,018A * 100R = 1,8 Vrms (então, para 9A você terá 1,8 V sobre o resistor).

Tenho quase certeza que aí vai ficar linear a resposta do TC.

Agora, se você faz questão que a saída do TC seja tipo "1V para cada 1A", então você deve especificar isso ao fabricante, para ele poder calcular o TC para isso. Mas acho que vai ficar um TC grande e caro.

[Pask]

Amigo Carlão, substitui o resistor de 500 ohms por um de 50 ohms (10 vezes menor) para fazer a faixa de valores de tensão cair para milivolts e não volts e a coisa melhorou. Eu estou usando os resistores com peso "5" porque quero realmente uma relação de transformação de 1V para 1A. Fiz o teste para várias cargas de diferentes correntes e a indicação do tc se aproximou em 85% da indicação dos meus instrumentos comerciais. Usei resistores fixos. Acredito que com a utilização de um trimpot de 100 ohms ajustado para 50 ohms e, com esse ajuste podendo ser retocado, eu vou conseguir a medição correta.
Depois conto no que deu.

[Carlão]

Só um detalhe: não confie em instrumentos do tipo "alicate amperímetro", para correntes baixas. O melhor seria você coloca rum resistor em série e medir a corrente sobre ele, para poder comparar com o TC. Ou usar um amperímetro digital em série (pode ser o do próprio multímetro). O alicate amperímetro, dependendo do modelo, nãoi é uito confiável.
Também, utilize cargas resisitivas, para essas comparações. Se colocar cargas indutivas ou com alto THD, a forma de onde pode distorcer, e se o multímetro não for um bom True RMS, vai medir errado também (embora a forma de onda na saída do TC esteja correta, reproduzindo as distorções da rede).

[Pask]

Comentando seu texto, Carlão, evidentemente não uso o alicate-multímetro para medir pequenas correntes, pois eles não são feitos para isto mesmo. A menor corrente, com razoável precisão, que um alicate pode medir gira em torno de 1A. Nas minhas medidas, tenho usado o amperímetro do meu multímetro que é capaz de medir correntes que vão desde menos de 2mA até 20A!
Entrei em contato hoje com um técnico da empresa Toroid do Brasil e ele me informou que a tensão máxima na saída do TC não deve ultrapassar a 2V. Sendo assim, tenho que calcular Rc para que, sobre ele, a tensão máxima seja de 2V com 20A. Neste caso, Rc teria que ter o valor de 50 ohms para que isto aconteça. O que ele me disse é que, se a tensão sobre Rc for maior do que uns 2Vrms, o núcleo começa a saturar, a senóide distorce e perde-se a linearidade da medida mesmo. ´
O técnico deles também me deu uma informação interessante: com este modelo de TC é possível medir-se correntes de até 100A com boa precisão! Mas, neste caso, o valor de Rc deverá ser reduzido para 5 ohms para que quando a corrente chegar a 100A eu tenha 1V sobre o resistor.
Então, o que deu para entender foi o seguinte: dependendo da faixa de medição pretendida, é preciso alterar o valor de Rc uma década para cima ou para baixo mantendo o peso 5 do seu valor final. Então, Rc poderia assumir valores como 5, 50 ou 500 ohms, entende?
Também é possível utilizar um AOP (TL082) para amplificar o sinal de saída do TC. Neste caso, eu usaria um Rc para obter valores em centésimos de milivolts ou décimos de milivolts e, em seguida, amplificaria este sinal para aplicá-lo a um instrumento indicador digital.
Vou fazer mais alguns testes hoje.

[fabio_]

Pask,

Voce vai ler o valor da tensão do resistor em paralelo com o TC utilizando algum microcontrolador ou será para outra aplicação?

Se voce for utilizar algum MCU, eu já fiz uma medição de corrente até 50A da seguinte maneira:

Peguei um TC de 100:5. Coloquei um resistor em paralelo com o TC de 0,33R/5W. Multipliquei o valor da tensão com um operacional para melhorar a escala de leitura do MCU (passei de milivolts para volts) e fiz uma retificação de precisão também com um operacional. Tudo isso antes de entrar com o sinal no MCU. Aí é só uma questão de calibração, etc ... que fiz dentro do software.

Não esqueça que quanto maior for o valor ohmico do resistor, maior será a potência dissipada por ele.

Fábio.

Fábio.

[Pask]

Não é para MCU. É uma aplicação para leitura direta em um multímetro na escala de tensões mesmo. Mas eu já consegui resultados muito satisfatórios. Usei um AOP com ganho 10 e resolvi o problema.
Agradeço a todos pela boa vontade e obrigado.

[luciano]

Pessoal, estou fazendo um fonte chaveada e estou precisando medir a corrente de saída que contínua pulsada frequência de 16kHz, é possível medir com um TC ?

[Pask]

Infelizmente eu acho que o TC não responde bem com freq. altas e sinais não senoidais puros.

[luciano]

você tem alguma sugestão de como fazer essa medição de corrente e tensão?
Eu não posso misturar a tensão do circuito de controle com o circuito de potência.

A tensão que tenho na saída é tensão pulsada frequencia de 16kHz e forma de onda quadrada tensão de pico 350Vcc.

[fabim]

trafo ETT.

Sr Ninton.

011 5521 3779.. o veião manja!!

Fabim

[Carlão]

Dá pra medir com TC, mas tem que ter núcleo especial para isso.
Eu uso um TC da Toroid. A forma de onde na saída fica bem parecida com o primário que está sendo medido.
Uso um modelo de baixo custo desse TC. Eles tem coisa melhor, que responde de 20Hz a 100kHz, mas fica um pouco caro.
Fala com o Paulo, lá na Toroid.
www.toroid.com.br