Harmônicas – Exemplos

No artigo anterior fizemos uma conceituação básica sobre as harmônicas, citando inclusive a série de Fourier. Neste artigo, vamos falar um pouco do que estes efeitos harmônicos causam nas instalações elétricas.

Primeiramente, vamos lembrar que as distorções harmônicas ocorrem devido, principalmente, à existência de componentes não lineares na rede elétrica. Estes dispositivos distorcem as correntes. Estas distorções dependem da frequência e da amplitude para afetar o sinal original, chamado de frequência fundamental, de uma forma ou de outra.

Vejamos abaixo o efeito causado por uma frequência de terceira ordem (180 Hz) em um sinal senoidal fundamental (60Hz).

 

Veja agora o efeito de uma harmônica de quinta ordem (300Hz) neste mesmo sinal senoidal (60Hz).

 

Podemos observar duas coisas. A primeira, diz respeito às formas diferentes que os sinais de 180 e 300 Hz afetam o sinal senoidal. A segunda, apresenta o reflexo na tensão de alimentação do barramento, de forma diferente para cada harmônica. Esta distorção, como citado no artigo anterior, afetará também o funcionamento de outros circuitos, podendo criar problemas nas instalações em geral. Em um circuito com vários dispositivos não lineares, como é comum no dia a dia, há várias distorções compostas afetando o circuito elétrico. Sem contar que estes circuitos são dinâmicos e, portanto, mudam de características a todo o momento, sendo muito difícil estabelecer um padrão.

Outro problema que surge com o aparecimento das distorções harmônicas é com relação às grandezas características do sinal senoidal, que passam a ser alteradas, ou seja, o valor eficaz calculado de uma forma para um sinal senoidal não obterá o mesmo resultado para um sinal não senoidal. O mesmo acontece com os valores de pico, fatores de crista, valores médios e também com o fator de potência que, tradicionalmente, quando se trata de uma senóide, é calculado pela relação entre potência aparente e potência ativa, considerando o valor do coseno formado entre o ângulo destas potências. Porém, com a presença das distorções harmônicas esse valor não será o correto.

Haverá outra potência neste circuito a ser considerada, a potência de distorção harmônica. Mas este é um assunto paro a próximo artigo.

Então, até lá.


Eng. Edson Martinho – Diretor da ABRACOPEL 


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