As linhas de transmissão surgiram do trabalho de James Clerk Maxwell (13 de junho de 1831 - 5 de novembro de 1879) foi um cientista escocês, Lord Kelvin (26 de junho de 1824 - 17 de dezembro de 1907) e Oliver Heaviside nasceu em 18 de maio de 1850 e morreu em 3 de fevereiro 1925. Na América do Norte, a primeira linha de transmissão é operada em 4000 V em 1889 de junho-3. Alguns dos transmissão de energia e as empresas de distribuição na Índia são NTPC em Nova Delhi, Tata Power em Mumbai, NLC Índia na China, Orient Green em Chennai, Neuron Towers ou Sujana Towers Ltd em Hyderabad, Construção da linha de transmissão Aster, LJTechnologies em cherlapalli, Mpower Infratech private limited em Hyderabad.
O que são linhas de transmissão?
As linhas de transmissão fazem parte do sistema que leva a eletricidade das usinas às residências e é feito de alumínio por ser mais abundante, mais barato e menos denso que o cobre. Ele carrega energia eletromagnética de um ponto a outro e consiste em dois condutores que são usados para transmitir ondas eletromagnéticas em uma longa distância entre o transmissor e o receptor são chamados de linhas de transmissão. Existem linhas de transmissão CA (corrente alternada) e CC (corrente contínua). As linhas de transmissão AC são usadas para transmitir corrente alternada a longa distância usando três condutores e as linhas de transmissão DC usam dois condutores para transmitir corrente contínua a longa distância.
Equação da linha de transmissão
Tomemos o circuito equivalente da linha de transmissão, para isso vamos tomar a forma mais simples de linha de transmissão que é dois fios. Este dois cabos de aço é composto de dois condutores separados por um meio dielétrico geralmente meio de ar, que é mostrado na figura abaixo
two_wireline_conductor
Se passarmos uma corrente (I) através do condutor-1, descobriremos que há um campo magnético ao redor do fio condutor de corrente de um condutor-1 e o campo magnético pode ser ilustrado usando indutor em série devido ao fluxo de corrente no condutor-1, deve haver uma queda de tensão no condutor-1, que pode ser ilustrada por uma série de resistência e indutor. A configuração dos dois condutores de cabo de aço pode ser feita para um capacitor. O capacitor na figura sempre estará frouxo para ilustrar que adicionamos o condutor G. A configuração total, ou seja, resistência em série, um indutor, um capacitor paralelo e um condutor formam um circuito equivalente de uma linha de transmissão.
equivalente_circuito_de_a_linha_transmissão_1
O indutor e a resistência juntos na figura acima podem ser chamados de impedância em série, que é expressa como
Z = R + jωL
A combinação paralela de capacitância e condutor na figura acima pode ser expressa como
Y = G + jωc
equivalente_circuito_de_linha_de_transmissão_2
Onde eu - comprimento
eus- Envio final atual
Vs- Envio de tensão final
dx - comprimento do elemento
x - uma distância de dx da extremidade de envio
Em um ponto, 'p' leva a corrente (I) e a tensão (v) e em um ponto, 'Q' leva I + dV e V + dV
A mudança na tensão para o comprimento PQ é o
V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I
V-V-dv = (R + jωL) dx * I
-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)
Diferenciar eq (1) e (2) em relação a dx obterá
-ddoisv / dxdois= (R + jωL) * dI / dx ………………. eq (3)
-ddoisI / dxdois= (G + jωc) * dV / dx… ……………. eq (4)
Substituir eq (1) e (2) na eq (3) e (4) obterá
-ddoisv / dxdois= (R + jωL) (G + jωc) V ………………. eq (5)
-ddoisI / dxdois= (G + jωc) (R + jωL) I… ……………. eq (6)
Deixe Pdois= (R + jωL) (G + jωc)… ……………. eq (7)
Onde P - constante de propagação
Substitua d / dx = P na eq (6) e (7)
-ddoisv / dxdois= PdoisV ………………. eq (8)
-ddoisI / dxdois= PdoisEU … ……………. eq (9)
Solução geral é
V = Aepx+ Be-px… ……………. eq (10)
I = o quepx+ De-px… ……………. eq (11)
Onde A, B C e D são constantes
Diferenciar eq (10) e (11) em relação a 'x' obterá
-dv / dx = P (Aepx - Be-px) ………………. eq (12)
-dI / dx = P (Cepx - De-px)… ……………. eq (13)
Substituir eq (1) e (2) na eq (12) e (13) obterá
- (R + jωL) * I = P (Aepx+ Be-px) ………………. eq (14)
- (G + jωc) * V = P (Cepx+ De-px) ………………. eq (15)
Substituir o valor 'p' na eq (14) e (15) obterá
I = -p / R + jωL * (Aepx+ Be-px)
= √G + jωc / R + jωL * (Aepx+ Be-px) ………………. eq (16)
V = -p / G + jωc * (Cepx+ De-px)
= √R + jωL / G + jωc * (Estepx+ De-px) ………………. eq (17)
Deixe Z0= √R + jωL / G + jωc
Onde Z0é o impedimento característico
Condições de contorno substitutas x = 0, V = VSe eu = euSna eq (16) e (17) obterá
euS= A + B ………………. eq (18)
VS= C + D ………………. eq (19)
euSCOM0= -A + B ………………. eq (20)
VS/COM0= -C + D ………………. eq (21)
De (20) obterá os valores A e B
A = VS-EUSCOM0
B = VS+ ISCOM0
Da eq (21) obterá os valores C e D
C = (IS- VS/COM0) /dois
D = (IS+ VS/COM0) /dois
Substitua os valores A, B, C e D na eq (10) e (11)
V = (VS-EUSCOM0) épx+ (VS+ ISCOM0)é-px
= VS(épx+e-px/2) –ISZ¬0 (epx-é-px/dois)
= VScoshx - euSCOM0sinhx
similarmente
I = (IS-VSCOM0) épx+ (VS/COM0+ IS/ 2) e-px
= EuS(épx+ e-px/ 2) –VS/COM0(épx-é-px/dois)
= EuScoshx - VS/COM0sinhx
Assim, V = VScoshx - euSCOM0sinhx
Eu = euScoshx - VS/COM0sinhx
A equação da linha de transmissão em termos de envio de parâmetros finais são derivados
Eficiência das Linhas de Transmissão
A eficiência da linha de transmissão é definida como uma proporção da potência recebida pela potência transmitida.
Eficiência = potência recebida (Pr) / potência transmitida (Pt) * 100%
Tipos de Linhas de Transmissão
Os diferentes tipos de linhas de transmissão incluem o seguinte.
Linha de transmissão aberta
Consiste em um par de fios condutores paralelos separados por uma distância uniforme. As linhas de transmissão de dois fios são muito simples, de baixo custo e fáceis de manter em curtas distâncias e essas linhas são usadas até 100 MHz. O outro nome de uma linha de transmissão de fio aberto é linha de transmissão paralela.
Linha de Transmissão Coaxial
Os dois condutores colocados coaxialmente e preenchidos com materiais dielétricos, como ar, gás ou sólido. A frequência aumenta quando as perdas no dielétrico aumentam, o dielétrico é o polietileno. Os cabos coaxiais são usados até 1 GHz. É um tipo de fio que transporta sinais de alta frequência com baixas perdas e esses cabos são usados em sistemas de CFTV, áudios digitais, em conexões de redes de computadores, em conexões de internet, em cabos de televisão, etc.
tipos-de-linhas-de-transmissão
Linha de transmissão de fibra ótica
A primeira fibra óptica inventada por Narender Singh em 1952. É composta de óxido de silício ou sílica, que é usada para enviar sinais a longa distância com pouca perda de sinal e à velocidade da luz. O cabos de fibra ótica usado como guias de luz, ferramentas de imagem, lasers para cirurgias, usado para transmissão de dados e também usado em uma ampla variedade de indústrias e aplicações.
Linhas de Transmissão Microstrip
A linha de transmissão microtira é uma linha de transmissão eletromagnética transversal (TEM) inventada por Robert Barrett em 1950.
Guias de onda
Os guias de ondas são usados para transmitir energia eletromagnética de um lugar para outro e geralmente operam no modo dominante. Os vários componentes passivos como filtro, acoplador, divisor, buzina, antenas, junção em T, etc. Os guias de onda são usados em instrumentos científicos para medir propriedades ópticas, acústicas e elásticas de materiais e objetos. Existem dois tipos de guias de ondas: guias de ondas metálicas e guias de ondas dielétricas. Os guias de ondas são usados em comunicação de fibra óptica, fornos de microondas, naves espaciais, etc.
Formulários
As aplicações da linha de transmissão são
- Linha de transmissão de energia
- Linhas telefônicas
- Placa de circuito impresso
- Cabos
- Conectores (PCI, USB)
O linha de transmissão equações em termos de envio de parâmetros finais são derivadas, aplicações e classificação de linhas de transmissão são discutidas e, aqui está uma pergunta para você quais são as tensões constantes em linhas de transmissão CA e CC?
