ELETRICIDADE E MAGNETISMO

O Laboratório de Eletricidade tem por missão a materialização, a manutenção e a disseminação das unidades elétricas de Tensão e Corrente ContínuaTensão e Corrente Alternada, Resistência Contínua e Impedância, bem como o desenvolvimento e a implementação de novos métodos e capacidades de medição.  

No âmbito da sua atividade tem por objetivo: 

  • Garantir a rastreabilidade das unidades que lhe estão atribuídas, possibilitando a sua disseminação a nível nacional; 
  • Participar ou coordenar projetos de I&D e comparações interlaboratoriais;
  • Apoiar a metrologia legal. 

Conheça os projetos em curso aqui.

Os domínios de atuação do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo, para os quais possui reconhecimento internacional, são:  

    • Tensão DC, para a calibração de referências de tensão de valores discretos de até 10 V, divisores de tensão, calibradores e multímetros de elevada exatidão. Estes podem ser caracterizados nos seus intervalos de medição mais sensíveis, nomeadamente na determinação dos valores de ganho e linearidade; 
    • Tensões e Correntes Alternadas, em transferência AC-DC, no intervalo de frequência 10 Hz a 1 MHz até 100 V e até 20 A; 
    • Resistência DC, para a calibração de resistências, ohmimetros e calibradores no intervalo de 0,01  a 1 ; 
    • Condensadores, para a calibração de padrões de referência entre 1 pF e 1 µF. 

Em adiantada fase de obtenção do reconhecimento internacional: 

    • Correntes DC entre 200 fA e 10 A; 
    • Indutâncias; 
    • Tensões e correntes alternadas em valor absoluto. 

O ampere, símbolo A, é a unidade de corrente elétrica do SI.

Define-se tomando o valor numérico fixado da carga elementar, e, igual a 1,602 176 634 × 10−19 quando expresso em C, unidade igual a A ·s, sendo o segundo definido em função de ΔvCs.

Unidades Derivadas  

Tensão DC e Efeito Josephson
A materialização da unidade de Tensão DC é efetuada através do sistema experimental do Efeito de Josephson que permite a realização do volt como um padrão intrínseco, derivado apenas de constantes fundamentais. O sistema implementado, tem como base conjuntos de junções de Josephson, utiliza o valor adotado internacionalmente da constante de Josephson KJ = 2e/h = 483 597,848 416 984 GHz·V-¹ e tem a capacidade de gerar valores até 10 V.

Resistência DC e Efeito Hall Quântico
A unidade nacional de resistência DC é mantida através de um grupo de resistências-padrão de valor nominal 1 Ω e 10 kΩ, cuja rastreabilidade é obtida através de comparações internacionais, realizadas com o BIPM.

A implementação do efeito Hall quântico possibilita a materialização da unidade de resistência através de um padrão intrínseco, permitindo determinar a instabilidade e a deriva com o tempo de padrões convencionais e o valor da unidade no SI e a obtenção da rastreabilidade a Padrões Nacionais através da utilização do valor adotado para a constante de von Klitzing, Rκ = h/e² = 25 812,807 459 304 5 Ω.

Tensão e Corrente AC – Transferência AC-DC
As medidas de tensão e corrente alternadas em baixa frequência (até 1 MHz) têm estado dependentes da utilização de instrumentos de transferência AC-DC que possuem, do ponto de vista ideal, a mesma resposta em AC e em DC. O desvio do caso ideal é normalmente expresso sob a forma de uma diferença de transferência AC-DC. Conjuntos de termoconversores multi-junção associados a resistências constituem a base nacional para as medições de Tensão e Corrente AC.

Impedância
Capacidade: O conjunto de referência de Capacidade é baseado em condensadores-padrão de elevada exatidão, cujos valores são rastreados pelo BIPM, de dois em dois anos. É providenciado um serviço de calibração para condensadores-padrão com dielétricos de vários materiais, incluindo a sílica fundida, o azoto, o ar e a mica.

Indutância: A base nacional para a medição do Henry e seus submúltiplos usa como referência um conjunto de indutâncias-padrão, cuja calibração é realizada através de uma ponte automática capaz de assegurar reduzidas incertezas.

Consulte aqui os serviços de calibração do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo.

Reconhecimento Internacional

Os serviços de calibração listados estão abrangidos pelas Capacidades de Medição e Calibração registadas na base de dados do BIPM.

Luís Ribeiro

E-mail: lribeiro@ipq.pt

Vitor Cabral

E-mail: vcabral@ipq.pt