Parâmetros primários da linha de transmissão

Todo meio de transmissão metálico a dois condutores pode ser representado pelo seguinte modelo elétrico:

onde:

1. R – resistência elétrica, dada em Ω/ unidade métrica;
2. L – indutância, dada em mH/unidade métrica;
3. C – capacitância, dada em µF/unidade métrica;
4. G – condutância, dada em S/unidade métrica.

Esses elementos elétricos são considerados os parâmetros primários de um meio de transmissão e estão relacionadas com:

a) Resistência

Resistência elétrica do material condutor. No caso dos meios de transmissão os condutores são projetados para apresentar resistência o mais baixo possível.

Para condutores operando em C.C. a corrente circula em todo seção do mesmo, sendo a resistência do condutor dada por :

$Rcc={\rho L \over A}$ (Ω)

onde:

ρ = resistividade do material;

L = comprimento do condutor;

A = área da seção transversal.

No caso de sinais em corrente alternada (CA), a corrente não se distribui igualmente através da seção reta do condutor, mas concentra-se próximo a superfície externa do condutor a medida que a frequência aumenta.

Este efeito é conhecido como EFEITO PELICULAR (efeito skin). Sua consequência é um aumento da resistência elétrica do condutor a medida que a frequência aumenta.

Para corrente alternada a resistência é dada por:

$R_{f}=R_{cc}(0,0038D{\sqrt {f}}+0,26)$

onde:

R_f = resistência em corrente alternada;

R_{cc}= resistência em CC;

D = diâmetro do condutor;

Equação válida para $D{\sqrt {f}}>40$

A resistência é dada em Ω/Km ou Ω/m.

b) Capacitância

A capacitância surge da existência de cargas elétricas diferentes nos dois condutores, o que provoca um campo elétrico entre ambos. O campo elétrico armazena energia potencial elétrica que resulta no efeito capacitivo demonstrado pelas linhas de transmissão.

A capacitância de um meio depende dos seguintes parâmetros:

D - diâmetro dos condutores, aumentando quando este aumenta;

d - distância entre condutores, aumentando quando a distância diminui;

dielétrico - material isolante entre os condutores, aumentando quanto melhor é o dielétrico;

L - comprimento dos condutores, aumentando quando este aumenta;

Campo Elétrico entre dois condutores

A capacitância é normalmente dada em F/Km ou F/m

c) Indutância

A indutância surge devido a corrente que cria ao redor dos condutores campos magnéticos que armazenam energia potencial magnética.

A indutância da linha depende da distância entre condutores e da presença ou não de materiais ferromagnéticos próximos. A indutância aumenta com a diminuição do espaçamento entre os condutores e com a presença de materiais ferromagnéticos e diminui com o aumento do diâmetro dos fios.

A indutância é normalmente dada em mH/Km ou mH/m.

d) Condutância

A condutância é uma grandeza que expressa as perdas que ocorrem no dielétrico entre os condutores e pode ser dividida em duas partes:

$G=G1+G2$

onde:

G1 - inverso da resistência de isolamento entre os condutores;

G2 - relacionado as perdas em CA.

Seu valor quase sempre é desprezível nos meios de transmissão utilizados em telecomunicações, pois os dielétricos utilizados quase não permitem a fuga de corrente entre os condutores.

A condutância normalmente é dada em S/Km ou S/m