Какво представляват трансмисионните линии: типове, уравнение и приложения

Какво представляват трансмисионните линии: типове, уравнение и приложения

Преносните линии са израснали от работата на Джеймс Клерк Максуел (13 юни 1831 - 5 ноември 1879) е шотландски учен, лорд Келвин (26 юни 1824 - 17 декември 1907), а Оливър Хевисайд е роден на 18 май 1850 и умира на 3 февруари 1925. В Северна Америка първият електропровод се експлоатира при 4000V през 1889 юни-3. Някои от предаване на мощност и дистрибуторски компании в Индия са NTPC в Ню Делхи, Tata Power в Мумбай, NLC Индия в Китай, Orient Green в Ченай, Neuron Towers или Sujana Towers Ltd в Хайдерабад, изграждане на далекопроводна линия Aster, LJTechnologies в cherlapalli, Mpower Infratech private limited in Хайдерабад.



Какво представляват трансмисионните линии?

Преносните линии са част от системата, която получава електричество от електроцентралите до домовете и е изградена от алуминий, тъй като е по-обилна, по-евтина и по-малко плътна от медта. Той носи електромагнитна енергия от една точка до друга точка и се състои от две проводници които се използват за предаване на електромагнитни вълни на голямо разстояние между предавател и приемник, се наричат ​​преносни линии. Има както линии за променлив ток (променлив ток), така и за постоянен ток (постоянен ток). Линиите за променлив ток се използват за предаване на променлив ток на голямо разстояние с помощта на три проводника, а линиите за постоянен ток използват два проводника за предаване на постоянен ток на голямо разстояние.


Уравнение на предавателната линия

Нека вземем еквивалентната верига на преносната линия, за това ще вземем най-простата форма на преносната линия, която е две жични линии. Тази две жични линии са съставени от два проводника, разделени от диелектрична среда, обикновено въздушна среда, което е показано на фигурата по-долу





two_wireline_conductor

two_wireline_conductor

Ако прекараме ток (I) през проводника-1, ще открием, че има магнитно поле около токопроводящия проводник на проводник-1 и магнитното поле може да бъде илюстрирано с помощта на сериен индуктор поради текущия поток в проводник-1, трябва да има спад на напрежението в проводника-1, което може да бъде илюстрирано от серия от съпротивление и индуктор. Настройката на два проводника може да бъде направена към кондензатор. Кондензаторът на фигурата винаги ще бъде развълнуван, за да илюстрира, че сме добавили проводник G. Общата настройка, т.е. последователно съпротивление на индуктор, паралелен кондензатор и проводник, съставляват еквивалентна верига на преносната линия.



еквивалентна_схема_ на_а_трансмисия_линия_1

еквивалентна_схема_ на_а_трансмисия_линия_1

Индукторът и съпротивлението, събрани на горната фигура, могат да се нарекат като последователен импеданс, който се изразява като

Z = R + jωL


Паралелната комбинация от капацитет и проводник n горната фигура може да бъде изразена като

Y = G + jωc

еквивалентна_схема_ на_предаване_линия_2

еквивалентна_схема_ на_предаване_линия_2

Където l - дължина

Азс- Изпращане на краен ток

Vс- Изпращане на крайното напрежение

dx - дължина на елемента

x - разстояние на dx от изпращащия край

В дадена точка „p“ приема ток (I) и напрежение (v), а в точка „Q“ приема I + dV и V + dV

Промяната в напрежението за дължината PQ е

V-(V + dV) = (R + jωL) dx * I

V-V-dv = (R + jωL) dx * I

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

I- (I + dI) = (G + jωc) dx * V

I - I + dI = (G + jωc) dx * V

-dI / dx = (G + jωc) * V… ……………. еквалайзер (2)

Ще получим диференциращи уравнения (1) и (2) по отношение на dx

двеv / dxдве= (R + jωL) * dI / dx ………………. еквалайзер (3)

двеI / dxдве= (G + jωc) * dV / dx …………………. еквалайзер (4)

Заместването на eq (1) и (2) в eq (3) и (4) ще получи

двеv / dxдве= (R + jωL) (G + jωc) V ………………. еквалайзер (5)

двеI / dxдве= (G + jωc) (R + jωL) I ... ……………. еквалайзер (6)

Нека Pдве= (R + jωL) (G + jωc) ... ……………. еквалайзер (7)

Където P - константа на разпространение

Заместете d / dx = P в уравнение (6) и (7)

двеv / dxдве= РдвеV ………………. еквалайзер (8)
двеI / dxдве= РдвеАз ... ……………. еквалайзер (9)

Общото решение е

V = Aepx+ Бъдете-px… ……………. еквалайзер (10)

I = Каквоpx+ От-px… ……………. еквалайзер (11)

Където A, B C и D са константи

Ще получат диференциращи уравнения (10) и (11) по отношение на ‘x’

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

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

Заместването на eq (1) и (2) в eq (12) и (13) ще получи

- (R + jωL) * I = P (Aepx+ Бъдете-px) ………………. еквалайзер (14)
- (G + jωc) * V = P (Cepx+ От-px) ………………. еквалайзер (15)

Заместената стойност „p“ в уравнение (14) и (15) ще получи

I = -p / R + jωL * (Aepx+ Бъдете-px)

= √G + jωc / R + jωL * (Aepx+ Бъдете-px) ………………. еквалайзер (16)

V = -p / G + jωc * (Cepx+ От-px)

= √R + jωL / G + jωc * (Товаpx+ От-px) ………………. еквалайзер (17)

Нека Z0= √R + jωL / G + jωc

Където Z0е характеристичният импеденс

Заместени гранични условия x = 0, V = VСи аз = азСв уравнение (16) и (17) ще получи

АзС= A + B ………………. еквалайзер (18)

VС= C + D ………………. еквалайзер (19)

АзСС0= -A + B ………………. еквалайзер (20)

VС/ С0= -C + D ………………. еквалайзер (21)

От (20) ще получите стойности A и B

A = VС-АзСС0

B = VС+ АзСС0

От уравнение (21) ще получите C и D стойности

C = (IС- VС/ С0) / две

D = (IС+ VС/ С0) / две

Заместете стойности A, B, C и D в уравнения (10) и (11)

V = (VС-АзСС0) еpx+ (VС+ АзСС0) е-px

= VСpx+ e-px / 2) –IСZ¬0 (напрpx-px/ две)

= VСcoshx - IСС0sinhx

по същия начин

I = (IС-VСС0) еpx+ (VС/ С0+ АзС/ 2) и-px

= АзСpx+ и-px/ 2) –VС/ С0px-px/ две)

= АзСcoshx - VС/ С0sinhx

По този начин V = VСcoshx - IСС0sinhx

Аз = азСcoshx - VС/ С0sinhx

Изведено е уравнение на преносната линия по отношение на изпращащите крайни параметри

Ефективност на преносните линии

Ефективността на преносната линия се определя като съотношение на получената мощност от предаваната мощност.

Ефективност = получена мощност (Pr) / предавана мощност (Pт) * 100%

Видове предавателни линии

Различните видове преносни линии включват следното.

Отворена кабелна предавателна линия

Състои се от двойка паралелно проводящи проводници, разделени с еднакво разстояние. Двужилните предавателни линии са много прости, евтини и лесни за поддръжка на къси разстояния и тези линии се използват до 100 MHz. Другото име на отворена далекопроводна линия е успоредна далекопроводна линия.

Коаксиална предавателна линия

Двата проводника, разположени коаксиално и изпълнени с диелектрични материали като въздух, газ или твърдо вещество. Честотата се увеличава, когато загубите в диелектрика се увеличават, диелектрикът е полиетилен. Коаксиалните кабели се използват до 1 GHz. Това е вид проводник, който пренася високочестотни сигнали с ниски загуби и тези кабели се използват в системи за видеонаблюдение, цифрови аудиосистеми, в компютърни мрежови връзки, в интернет връзки, в телевизионни кабели и т.н.

видове линии за пренос

видове линии за пренос

Предавателна линия за оптични влакна

Първото оптично влакно, изобретено от Narender Singh през 1952 г. Състои се от силициев оксид или силициев диоксид, който се използва за изпращане на сигнали на голямо разстояние с малка загуба на сигнал и със скоростта на светлината. The кабели от оптични влакна използвани като светлинни водачи, инструменти за изобразяване, лазери за операции, използвани за предаване на данни и също използвани в голямо разнообразие от индустрии и приложения.

Микро лентови линии за предаване

Микро лентовата предавателна линия е напречна електромагнитна (TEM) преносна линия, изобретена от Робърт Барет през 1950 година.

Ръководства за вълни

Вълноводите се използват за предаване на електромагнитна енергия от едно място на друго място и обикновено работят в доминиращ режим. Различните пасивни компоненти като филтър, съединител, разделител, клаксон, антени, тройни кръстовища и др. Вълните се използват в научни инструменти за измерване на оптични, акустични и еластични свойства на материали и предмети. Има два вида вълноводи са метални вълноводи и диелектрични вълноводи. Вълноводите се използват в комуникация с оптични влакна, микровълнови печки, космически занаяти и др.

Приложения

Приложенията на преносната линия са

  • Линия за електропренос
  • Телефонни линии
  • Печатна електронна платка
  • Кабели
  • Конектори (PCI, USB)

The преносна линия извеждат се уравнения по отношение на изпращането на крайни параметри, обсъждат се приложенията и класификацията на преносните линии и, Ето въпрос за вас какви са постоянните напрежения в преносните и променливотоковите линии?