Propagação de ondas em cabos

Páginas: 5 (1094 palavras) Publicado: 30 de setembro de 2012
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA ELÉTRICA

IGOR DE SOUSA MEDEIROS TORRES

PROPAGAÇÃO DE ONDAS EM CABOS

CAMPINA GRANDE ABRIL DE 2011

IGOR DE SOUSA MEDEIROS TORRES

PROPAGAÇÃO DE ONDAS EM CABOS

Relatório do experimento “Propagação De Ondas Em Cabos” para obtenção de nota na disciplina Técnicas de AltaTensão, ministrada pelo Prof. Dr. Edson Guedes da Costa.

Campina Grande Abril de 2011

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1 – Introdução
A transmissão de energia nas linhas de transmissão é realizada por intermédio de cabos condutores que servem de caminho para o tráfego do sinal de tensão proveniente das unidades geradoras. Entretanto, as linhas de transmissão podem servir como via para ondas viajantes provenientes desurtos, sejam eles atmosféricos ou de manobra. As ondas apresentam comportamentos típicos para terminações nos cabos de diferentes naturezas. Para natureza resistiva, se a resistência é nula, comportando-se como um curto-circuito, a onda de reflexão será negativa e com magnitude da onda incidente. Se a impedância terminal possuir o mesmo valor da impedância da linha, não haverá reflexões de tensãoou corrente. Para uma grande resistência terminal, a onda de tensão será positiva será igual à onda incidente. Além de impedância resistiva, impedâncias capacitivas e indutivas também são possíveis e serão estudadas nesse relatório.

2 – Materiais
Para o experimento foi utilizado osciloscópio Tektronix, cabos blindados e uma fonte de sinais de ondas quadradas com freqüência de 1 kHz.

R1Z0 Z0 R2 Osciloscópio

Figura 1 – Circuito de medição com resistores nos extremos do cabo

Além disso, blocos de resistores, capacitores e indutores variáveis foram utilizados no circuito para simular os diferentes tipos de impedâncias terminais. Os valores da pressão, umidade e temperatura no laboratório durante a realização do experimento foram: , e .

3 – Métodos
Foram feitos emlaboratório os seguintes estudos de caso: • Terminação resistiva; • Terminação Capacitiva; • Terminação Indutiva.

Os gráficos coletados do osciloscópio para cada caso deverão fornecer as ondas no início do cabo e sobre a carga.

4 – Apresentação e Análise de Resultados
4.1 – Terminação Resistiva Inicialmente adotou-se o valor de 14 Ω como impedância terminal. Assim, para tal valor, sendo aimpedância do cabo de 75 Ω, temos que: Coef. de reflexão

R  Z0 R  Z0

-0.685

5 As formas de onda observadas no osciloscópio foram:

Figura 2 – Terminal resistivo de baixa impedância

O objetivo desta montagem era a simulação de um curto-circuito nos terminais do cabo. Como é possível observar, o coeficiente de reflexão teórico é próximo a -1, confirmando a tensão terminal próxima da nulidade.Como o valor real é próximo a -0.7, a onda não é completamente nula. Alterando-se a impedância terminal resistiva para o valor de 75Ω, que é o valor característico da linha, tem-se o seguinte gráfico:

Figura 3 – Terminal resistivo com impedância característica

Como era esperado, não ocorre reflexão e é possível ver nitidamente o tempo de atraso de propagação da onda. Sendo 168ns o tempo depropagação e a onda se propaga 180m a cada us, temos que o comprimento do cabo é de 180 – 1000ns X – 168/2 X = 15.12m

Relativamente próximo aos 18.0 m informados pelo monitor. Além disso, o coeficiente de reflexão é 0. Para o valor de resistência de 330 Ω, tem-se:

Figura 4 – Terminal resistivo com impedância elevada

Devido ao elevado valor da resistência, ocorre o rebatimento do sinal eo mesmo aparece duplicado em termos de tensão, como é mostrado no sinal do canal 1 do osciloscópio. O tempo de retardo é de 304ns e o coeficiente de reflexão é de 0.63. Agora se trocou a impedância do terminal do cabo e foi colocada uma impedância de caráter capacitivo, com capacitância de 1000 pF, com um pulso de 8V de amplitude. Dessa forma, obteve-se:

Figura 5 – Terminal capacitivo de...
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