A respeito dos modelos de representação de carga passiveis para emprego em estudos de fluxo de potência em Sistemas Elétricos de Potência, descreva com suas palavras o que caracteriza cada um dos modelos a seguir, bem como comente o comportamento das principais várias envolvidas nos cálculos para cada um.
a) Cargas de corrente constante com a tensão
b) Cargas de potência constante com a tensão
c) Cargas de impedância constante com a tensão

Passo 1

O exercício pede para, com as nossas próprias palavras, descrever três modelos de carga usados em fluxo de potência em Sistemas Elétricos de Potência e comentar como se comportam as principais variáveis (tensão V, corrente I, potência ativa P e reativa Q) em cada caso.
Conteúdo da matéria: representação de cargas em fluxo de potência.
O que vamos precisar:
  • Leis de Ohm e de potência ( P=VIcosvarphi, Q=VIsinvarphi).
  • Relações entre P,Q e V para cada modelo de carga.

Passo 2

Modelo a) Carga de corrente constante com a tensão
  1. Definição: a corrente absorvida pela carga é mantida fixa ( I=I0), independente da tensão.
  2. Teoria aplicada:
    • Lei de potência: P = V,I0 cosvarphi e Q = V,I0 sinvarphi.
    • Como I0 é constante, se V variar, P e Q variam linearmente com V.
  3. Comportamento das variáveis:
    • Se V cai, I continua igual, então P e Q caem na mesma proporção de V.
    • Se V sobe, P e Q sobem proporcionalmente.

Passo 3

Modelo b) Carga de potência constante com a tensão
  1. Definição: a potência ativa P0 e reativa Q0 são fixas, não importando o valor da tensão.
  2. Teoria aplicada:
    • A corrente se ajusta para manter P0 e Q0.
    • Relação: S = P0 + jQ0 = V,I^* Longrightarrow I = (P0 - jQ0)V^*,
      3) Comportamento das variáveis:
      - Se V cai, a corrente |I| precisa aumentar para que P0 e Q0 permaneçam iguais.
      - Se V sobe, |I| diminui.
      - P e Q ficam sempre constantes.

Passo 4

Modelo c) Carga de impedância constante com a tensão
  1. Definição: a impedância !Z = R + jX da carga é fixa, então a relação V/I = Z não muda.
  2. Teoria aplicada:
    • Lei de Ohm complexa: I = V/Z.
    • Potências: P = ReV I^* = |V|^2R,, Q = ImV I^* = |V|^2X,
      3) Comportamento das variáveis:
      - Se V varia, I varia na mesma proporção (linear em V).
      - Mas P e Q variam quadraticamente com V (porque Ppropto V^2, Qpropto V^2).

Resposta

a) Corrente constante: I=I0 fixo → P,Qpropto V (variação linear).
b) Potência constante: P=P0, Q=Q0 fixos → Ipropto1/V (ajuste de corrente).
c) Impedância constante: Z fixo → Ipropto V (linear) e P,Qpropto V^2 (quadrático).

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