Parâmetros de Linha Concentrados vs Parâmetros de Linha Distribuídos

Quando falamos em parâmetros concentrados, em circuitos elétricos, assume-se que as propriedades elétricas, como resistência, capacitância e indutância, estão concentradas em pontos específicos do circuito.

Este modelo é aplicável quando as dimensões físicas do circuito são pequenas em comparação com as dimensões de onda das frequências envolvidas, tornando possível tratar as propriedades elétricas como se estivessem concentradas em determinados componentes.

Exemplos de elementos modelados com parâmetros concentrados incluem resistores, capacitores e indutores.

Agora, quando falamos em parâmetros distribuídos, leva-se em consideração a distribuição espacial das características elétricas ao longo dos elementos do circuito.

Este modelo é utilizado quando as dimensões do circuito são comparáveis ou maiores do que as dimensões de onda das frequências envolvidas, resultando em efeitos significativos de propagação ao longo dos elementos do circuito.

Exemplos de elementos modelados com parâmetros distribuídos incluem linhas de transmissão, cabos coaxiais entre outros.

SIMULAÇÕES

 Utilizamos o software ATPDraw para simular um circuito envolvendo parâmetros de linha concentrados e parâmetros de linha distribuídos de modo a observar o comportamento das tensões de fase, tanto em valor instantâneo quanto em RMS, para o lado da fonte e para o lado da carga.

Parâmetros de linha concentrados

Figura 1

LADO FONTE

Figura 2

LADO CARGA

Figura 3

Parâmetros de linha distribuídos

Figura 4

LADO FONTE

Figura 5

LADO CARGA

Figura 6

Figura 7

CONCLUSÃO

 A escolha entre modelos com parâmetros concentrados ou distribuídos depende das características físicas do circuito e da frequência de operação. Para circuitos de alta frequência ou linhas de transmissão de comprimento significativo, os efeitos distribuídos tornam-se mais proeminentes e, portanto, é necessário usar modelos que levem esses efeitos em consideração.

Como pode-se observar nas simulações apresentadas acima, para o lado da fonte, os valores instantâneos e de RMS, tanto para os parâmetros de linha concentrados quanto para os distribuídos, foram praticamente os mesmos e sem grandes distorções na forma de onda.

Já para o cenário das simulações no lado da carga, os valores instantâneos e de RMS permaneceram próximos aos valores do lado da fonte, tanto para os parâmetros de linha concentrados quanto para os distribuídos. A única alteração foi em relação à forma de onda do valor instantâneo. Como pode-se observar na Figura 7, a onda de tensão apresentou pequenas oscilações ao longo do tempo. Essas oscilações podem ser mitigadas com a inserção de resistências no fim da linha (lado da carga).

Com essa simulação podemos observar que, para linhas curtas, o método de aproximação utilizando-se parâmetros concentrados funciona bem. Os valores obtidos nos gráficos estão apresentados na tabela abaixo.

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