Kascher

Condução de correntes de descarga atmosférica.

Excitação transitória de circuitos elétricos, desmistificando a “visão de baixa frequência” para explicar o fenômeno

(Parte 2)

 

Prof. Ronaldo Kascher, Dr.

08 – 10 – 2019

Realmente as Leis do eletromagnetismo são as mesmas para as duas situações (excitações transitória e em 60 Hz), mas na excitação transitória teríamos também corrente medida na direção na qual a linha estava aberta que seria a mesma medida no lado em que a LT está em curto como mostrado na Figura 2 da Parte 1 deste artigo. Na verdade, teríamos também a mesma situação (corrente nos dois sentidos) na excitação em 60 Hz só que nesse caso a percepção desta corrente seria mais difícil.

 Vamos às explicações.

Para isto devemos nos lembrar de um conceito muito importante dos sinais elétricos que é o comprimento de onda. No caso de um surto de raio teríamos o comprimento de frente de onda. A Figura 1 mostra a forma de onda (função do tempo) das correntes de 50 kA que viajaram em direção às extremidades da LT.

Figura 1 - forma de onda no tempo da corrente de decarga de 50 kA que trafega através do contudor da LT. Tempo de frente de onda de 1 µs.

Imaginemos que teríamos disponível uma máquina fotográfica que quando acionada registrasse no espaço (campo visual da máquina) a corrente elétrica, onde ela estivesse no instante do acionamento da máquina. Não existe esta máquina, mas com um pouco de criatividade conseguiríamos imaginá-la. O registro seria aproximadamente o da Figura 2.

 

Figura 2 – Forma de onda no espaço da corrente de descarga de 50 kA que trafega através do condutor da LT. Comprimento de frente de onda de 300m.

Ou seja, o comprimento da frente de onda seria de 300m. Supondo uma LT com comprimento total de 10 km, caso a descarga atingisse o meio da LT teríamos 5 km de linha a serem percorridos pelas duas correntes que viajariam através da LT  para atingir suas extremidades, que neste exemplo, estaria em “curto” à direita e “aberta” à esquerda.

Obviamente um evento no futuro não pode influenciar um evento no presente!

Como a frente de onda da corrente elétrica injetada pela descarga ocupa (numa visão fotográfica) apenas 300 m de linha, como as cargas em curto e aberta nas extremidades da LT, distantes 5 km do ponto onde a corrente foi injetada,  podem influenciar a direção que as correntes tomariam após conexão com a LT?

Esta visão tira o sono dos profissionais acostumados com circuitos de baixa frequência onde com uma visão “simplista”, desconsiderando tempos de tráfego e comprimetos de onda do sinal elétrico, afirmariam que a corrente tomaria apenas a direção da carga em curto.

Existe corrente na LT em direção à sua extremidade aberta, ou seja, terminada com uma impedância infinita! Esta situação ocorre também em circuitos de 60 Hz. Lembremo-nos  que as leis do eletromagnetismo devem comandar qualquer fenômeno elétrico.  Mas, neste caso, devido ao enorme comprimento de onda do sinal senoidal nesta frequência, que seria da ordem de 5.000 km esta constatação fica mais difícil de ser percebida e medida.

(continua na Parte 3)