Le linee di trasmissione nacquero dal lavoro di James Clerk Maxwell (13 giugno 1831-5 novembre 1879) era uno scienziato scozzese, Lord Kelvin (26 giugno 1824-17 dicembre 1907) e Oliver Heaviside nacque il 18 maggio 1850 e morì il 3 febbraio 1925. In Nord America la prima linea di trasmissione è gestita a 4000V nel 1889 giugno-3. Alcuni dei potenza di trasmissione e le società di distribuzione in India sono NTPC a Nuova Delhi, Tata Power a Mumbai, NLC India in Cina, Orient Green a Chennai, Neuron Towers o Sujana Towers Ltd a Hyderabad, Aster Transmission line construction, LJTechnologies a cherlapalli, Mpower Infratech private limited in Hyderabad.

Cosa sono le linee di trasmissione?

Le linee di trasmissione fanno parte del sistema che porta l'elettricità dalle centrali alle abitazioni ed è costituito da alluminio perché è più abbondante, più economico e meno denso del rame. Trasporta energia elettromagnetica da un punto a un altro e si compone di due conduttori che vengono utilizzati per trasmettere onde elettromagnetiche su una lunga distanza tra trasmettitore e ricevitore sono chiamati linee di trasmissione. Sono disponibili sia linee di trasmissione AC (corrente alternata) che DC (corrente continua). Le linee di trasmissione AC vengono utilizzate per trasmettere corrente alternata su una lunga distanza utilizzando tre conduttori e le linee di trasmissione DC vengono utilizzate due conduttori per trasmettere corrente continua su una lunga distanza.

Equazione della linea di trasmissione

Prendiamo il circuito equivalente della linea di trasmissione, per questo prenderemo la forma più semplice di linea di trasmissione che è costituita da due fili. Questa linea di cavi è composta da due conduttori separati da un mezzo dielettrico solitamente un mezzo d'aria, che è mostrato nella figura sotto

two_wireline_conductor

Se passiamo una corrente (I) attraverso il conduttore-1, scopriremo che c'è un campo magnetico attorno al filo che trasporta corrente di un conduttore-1 e il campo magnetico può essere illustrato usando l'induttore in serie a causa del flusso di corrente nel conduttore-1, dovrebbe esserci una caduta di tensione attraverso il conduttore-1, che può essere illustrata da una serie di resistenza e induttore. La configurazione dei due conduttori cablati può essere eseguita su un condensatore. Il condensatore nella figura sarà sempre lento per illustrare che abbiamo aggiunto il conduttore G. La configurazione totale, cioè la resistenza in serie di un induttore, un condensatore in parallelo e un conduttore, costituiscono un circuito equivalente di una linea di trasmissione.

equivalent_circuit_of_a_transmission_line_1

L'induttore e la resistenza messi insieme nella figura sopra possono essere chiamati come impedenza in serie, che è espressa come

Z = R + jωL

La combinazione parallela di capacità e conduttore nella figura sopra può essere espressa come

Y = G + jωc

equivalent_circuit_of_transmission_line_2

Dove l - lunghezza

io_S- Invio corrente di fine

V_S- Invio tensione di fine

dx - lunghezza dell'elemento

x - una distanza di dx dalla fine dell'invio

A un certo punto, 'p' prende corrente (I) e tensione (v) e in un punto 'Q' prende I + dV e V + dV

La variazione di tensione per la lunghezza PQ è il

V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I

V-V-dv = (R + jωL) dx * I

“come funziona un pll ”

-dv / dx = (R + jωL) * I ………………. eq (1)

I-(I + dI) = (G + jωc)dx * V

I – I+dI = (G + jωc)dx * V

-dI/dx = (G + jωc) * V … ……………. eq(2)

Differenziando eq (1) e (2) rispetto a dx si otterrà

-d^Duev / dx^Due= (R + jωL) * dI / dx ………………. eq (3)

-d^DueI / dx^Due= (G + jωc) * dV / dx… ……………. eq (4)

Sostituendo eq (1) e (2) in eq (3) e (4) si otterrà

“come calcolare il partitore di tensione ”

-d^Duev / dx^Due= (R + jωL) (G + jωc) V ………………. eq (5)

-d^DueI / dx^Due= (G + jωc) (R + jωL) I… ……………. eq (6)

Sia P^Due= (R + jωL) (G + jωc)… ……………. eq (7)

Dove P - costante di propagazione

Sostituisci d / dx = P in eq (6) e (7)

-d^Duev / dx^Due= P^DueV ………………. eq (8)
-d^DueI / dx^Due= P^DueIO … ……………. eq (9)

La soluzione generale è

V = Ae^px+ Sii^-px… ……………. eq (10)

I = cosa^px+ Da^-px… ……………. eq (11)

Dove A, B C e D sono costanti

Differenziando l'equazione (10) e (11) rispetto a 'x' si otterrà

-dv / dx = P (Aepx - Be-px) ………………. eq (12)

-dI / dx = P (Cepx - De-px)… ……………. eq (13)

Sostituisci eq (1) e (2) in eq (12) e (13) otterrà

- (R + jωL) * I = P (Ae^px+ Sii^-px) ………………. eq (14)
- (G + jωc) * V = P (Ce^px+ Da^-px) ………………. eq (15)

Si otterrà il valore sostitutivo 'p' nell'eq (14) e (15)

I = -p / R + jωL * (Ae^px+ Sii^-px)

= √G + jωc / R + jωL * (Ae^px+ Sii^-px) ………………. eq (16)

V = -p / G + jωc * (Ce^px+ Da^-px)

= √R + jωL / G + jωc * (Questo^px+ Da^-px) ………………. eq (17)

Sia Z₀= √R + jωL / G + jωc

Dove Z₀è l'impedenza caratteristica

Sostituire le condizioni al contorno x = 0, V = V_Se io = io_Snell'eq (16) e (17) otterrà

io_S= A + B ………………. eq (18)

V_S= C + D ………………. eq (19)

io_SCON₀= -A + B ………………. eq (20)

V_S/CON₀= -C + D ………………. eq (21)

Da (20) otterrà i valori A e B.

A = V_S-IO_SCON₀

B = V_S+ I_SCON₀

Dall'equazione (21) si otterranno i valori C e D.

C = (I_S- V_S/CON₀) /Due

D = (I_S+ V_S/CON₀) /Due

Sostituisci i valori A, B, C e D nell'eq (10) e (11)

V = (V_S-IO_SCON₀) e^px+ (V_S+ I_SCON₀)e^-px

= V_S(e^px+ e-px / 2) –I_SZ¬0(e^px-e^-px/Due)

= V_Scoshx - I_SCON₀sinhx

Allo stesso modo

I = (I_S-V_SCON₀) e^px+ (V_S/CON₀+ I_S/ 2)e^-px

“come funziona un ohmmetro? ”

= I_S(e^px+e^-px/ 2) –V_S/CON₀(e^px-e^-px/Due)

= I_Scoshx - V_S/CON₀sinhx

Quindi V = V_Scoshx - I_SCON₀sinhx

Io = io_Scoshx - V_S/CON₀sinhx

Viene derivata l'equazione della linea di trasmissione in termini di invio dei parametri finali

Efficienza delle linee di trasmissione

L'efficienza della linea di trasmissione è definita come un rapporto tra la potenza ricevuta e la potenza trasmessa.

Efficienza = potenza ricevuta (P_r) / potenza trasmessa (P_t) * 100%

Tipi di linee di trasmissione

I diversi tipi di linee di trasmissione includono quanto segue.

Linea di trasmissione a filo aperto

Consiste di una coppia di fili conduttori paralleli separati da una distanza uniforme. Le linee di trasmissione a due fili sono molto semplici, a basso costo e di facile manutenzione su brevi distanze e queste linee vengono utilizzate fino a 100 MHz. Un altro nome di una linea di trasmissione a filo aperto è una linea di trasmissione a filo parallelo.

Linea di trasmissione coassiale

I due conduttori posti coassialmente e riempiti con materiali dielettrici come aria, gas o solido. La frequenza aumenta quando le perdite nel dielettrico aumentano, il dielettrico è il polietilene. I cavi coassiali vengono utilizzati fino a 1 GHz. È un tipo di filo che trasporta segnali ad alta frequenza con basse perdite e questi cavi sono utilizzati nei sistemi TVCC, audio digitali, connessioni di rete di computer, connessioni Internet, cavi televisivi, ecc.

tipi-di-linee-di-trasmissione

Linea di trasmissione in fibra ottica

La prima fibra ottica inventata da Narender Singh nel 1952. È costituita da ossido di silicio o silice, che viene utilizzata per inviare segnali su lunghe distanze con poca perdita di segnale e alla velocità della luce. Il cavi in fibra ottica utilizzati come guide luminose, strumenti di imaging, laser per interventi chirurgici, utilizzati per la trasmissione di dati e utilizzati anche in un'ampia varietà di settori e applicazioni.

Linee di trasmissione microstriscia

La linea di trasmissione a microstriscia è una linea di trasmissione elettromagnetica trasversale (TEM) inventata da Robert Barrett nel 1950.

Guide d'onda

Le guide d'onda vengono utilizzate per trasmettere energia elettromagnetica da un luogo a un altro e di solito funzionano in modalità dominante. I vari componenti passivi come filtro, accoppiatore, divisore, tromba, antenne, giunzione a T, ecc. Le guide d'onda sono utilizzate negli strumenti scientifici per misurare le proprietà ottiche, acustiche ed elastiche di materiali e oggetti. Esistono due tipi di guide d'onda: le guide d'onda in metallo e le guide d'onda dielettriche. Le guide d'onda sono utilizzate nella comunicazione in fibra ottica, nei forni a microonde, nelle navicelle spaziali, ecc.

Applicazioni

Le applicazioni della linea di trasmissione sono

Linea di trasmissione di potenza
Linee telefoniche
Scheda a circuito stampato
Cavi
Connettori (PCI, USB)

Il linea di trasmissione vengono derivate le equazioni in termini di invio dei parametri finali, vengono discusse le applicazioni e la classificazione delle linee di trasmissione e, ecco una domanda per voi quali sono le tensioni costanti nelle linee di trasmissione AC e DC?