Revisitando o Trabalho de J. R. Carson: um Século após sua Publicação
LLinhas de Transmissão, Corrente de Retorno pelo Solo, Integrais de Carson, Propagação de Ondas no Solo, Transitórios Eletromagnéticos.
Neste trabalho, realiza-se uma revisão e uma investigação detalhada das formulações clássicas propostas por J. R. Carson para o cálculo dos parâmetros de linhas de transmissão considerando a corrente de retorno pelo solo. Inicialmente, são revisados os fundamentos da teoria eletromagnética no domínio fasorial, com ênfase na propagação de ondas eletromagnéticas em meios condutores e na modelagem da interface ar–solo. Em seguida, discute-se o desenvolvimento das equações que descrevem os campos elétricos e magnéticos no ar e no solo, bem como as principais premissas e simplificações adotadas por Carson em sua modelagem.
Além disso, é apresentada uma revisão bibliográfica das principais contribuições posteriores ao trabalho seminal de Carson, destacando-se modelos que buscam ampliar o domínio de validade das formulações originais, bem como métodos aproximados voltados à redução do esforço computacional. O comportamento da propagação de ondas eletromagnéticas no solo é analisado, permitindo a classificação de diferentes regimes em função da frequência e das propriedades eletromagnéticas do solo.
Por fim, são apresentados resultados numéricos referentes ao cálculo dos parâmetros longitudinais de uma linha de transmissão trifásica, incluindo análises de sensibilidade em relação à frequência de excitação e à resistividade do solo. Também é investigada a influência da corrente de deslocamento no solo, por meio da comparação entre as modelagens de Carson e Nakagawa, evidenciando qualitativa e quantitativamente as principais limitações do modelo de Carson quando aplicado fora de seu domínio de validade.