Harmônicos de Corrente e Tensão

1. INTRODUÇÃO

Com o avanço tecnológico, uma gama cada vez
maior de aparelhos mais compactos e com
componentes variados é lançada no mercado. Com
isso, problemas que antes eram desconhecidos
apareceram, como exemplo, podemos citar
harmônicos de corrente que foram notadas após a
implementação de componentes não-lineares nos
circuitos dos equipamentos e a interferência
eletromagnética proveniente da redução das
dimensões das placas de circuito impresso e
aproximação dos dispositivos.
Nos USA, estima-se que num período de 10
anos as cargas eletrônicas foram duplicadas, com
uma previsão de atingir 90% no ano de 2010[1].
Este trabalho está relacionado ao estudo de
componentes harmônicas que surgem nas ondas de
senoidais de corrente.

2. HARMÔNICOS

Os harmônicos de corrente surgem devido à
presença de cargas não-lineares na rede de
distribuição. Essas cargas não possuem uma relação
linear entre tensão e a corrente como cargas
resistivas, capacitivas e indutivas. Estas podem ser
geradas por equipamentos elétricos e eletrônicos
que possuem componentes não-lineares tais como:
diodos, transistores, chaves manuais entre outros.
As cargas não-lineares absorvem uma corrente
diferente da forma de onda da tensão que a
alimenta, gerando uma perturbação na onda da
corrente.
A harmônica é uma componente adicional que
possui freqüência múltipla da onda senoidal
fundamental. Na figura 1 está ilustrada, a
componente fundamental da tensão e sua quinta
harmônica. Na figura 2 é apresentada a forma de
onda da tensão resultante, que neste caso é a soma
das duas componentes apresentadas na figura 1.
As harmônicas que causam maior distorção na
onda da corrente são geralmente as de ordem ímpar
e quanto menor sua freqüência, maior será a distorção.

3. COMO DETECTAR AS HARMÔNICAS?

Há vários métodos que permitem analisar e
quantificar as distorções na forma das ondas.
Podem-se destacar quatro deles que serão
apresentados a seguir:
3.1 Fator de Potência
O fator de potência é a relação entre a potência
ativa (P) e a aparente (S), que possuem uma
relação:
FP = Potência Ativa (P) (1)
Potencia Aparente (S)
Atualmente as normas técnicas brasileiras
regulamentam o fator de potência mínimo de uma
instalação elétrica em 92% e em algumas classes de
equipamentos este limite chega a 97% [2].
As perdas de transmissão de energia elétrica são
proporcionais ao quadrado da corrente eficaz que
circula pelos condutores. Assim, para uma dada
potência ativa, quanto menor for o FP, maior será a
potência reativa e, conseqüentemente, a corrente
pelos condutores.