Överföringslinjer växte ut ur arbetet med James Clerk Maxwell (13 juni 1831 - 5 november 1879) var en skotsk forskare, Lord Kelvin (26 juni 1824 - 17 december 1907) och Oliver Heaviside föddes den 18 maj 1850 och dog den 3 februari 1925. I Nordamerika drivs den första överföringsledningen vid 4000V 1889 juni-3. Några av kraftöverföring och distributionsföretag i Indien är NTPC i New Delhi, Tata Power i Mumbai, NLC Indien i Kina, Orient Green i Chennai, Neuron Towers eller Sujana Towers Ltd i Hyderabad, Aster Transmission line construction, LJTechnologies in cherlapalli, Mpower Infratech private limited in Hyderabad.
Vad är överföringslinjer?
Överföringsledningarna är en del av systemet som får elektricitet från kraftverken till hemmet och det består av aluminium eftersom det är rikligare, billigare och mindre tätt än koppar. Den bär elektromagnetisk energi från en punkt till en annan punkt och den består av två ledare som används för att överföra elektromagnetiska vågor över ett långt avstånd mellan sändare och mottagare kallas överföringslinjer. Det finns både växelström (växelström) och likström (likström). Växelströmsledningarna används för att sända växelström över ett långt avstånd med tre ledare och likströmsledningarna använder två ledare för att överföra likström över ett långt avstånd.
Växellådsekvation
Låt oss ta motsvarande krets för överföringsledningen, för detta kommer vi att ta den enklaste formen av överföringsledning som är två trådlinjer. Denna två trådledning består av två ledare åtskilda av ett dielektriskt medium, vanligtvis luftmedium, vilket visas i figuren nedan
två_wireline_conductor
Om vi passerar en ström (I) genom ledaren-1, kommer vi att upptäcka att det finns ett magnetfält runt den strömförande ledningen hos en ledare-1 och magnetfältet kan illustreras med hjälp av serieinduktorer på grund av strömflödet i ledare-1, bör det finnas ett spänningsfall över ledaren-1, vilket kan illustreras med en serie motstånd och induktor. Inställningen av de två trådledarna kan göras till en kondensator. Kondensatorn i figuren kommer alltid att vara lös för att illustrera att vi har lagt till ledare G. Den totala inställningen, dvs seriemotstånd, en induktor, parallell kondensator och ledare utgör en ekvivalent krets av en överföringsledning.
ekvivalent_circuit_of_a_transmission_line_1
Induktorn och motståndet tillsammans i figuren ovan kan kallas som serieimpedans, vilket uttrycks som
Z = R + jωL
Den parallella kombinationen av kapacitans och ledare n ovanstående figur kan uttryckas som
Y = G + jωc
ekvivalent_circuit_of_transmission_line_2
Där jag - längd
Jags- Sänder slutström
Vs- Sänder slutspänning
dx - elementlängd
x - ett avstånd på dx från sändningsänden
Vid en punkt tar 'p' ström (I) och spänning (v) och vid en punkt, 'Q' tar I + dV och V + dV
Förändringen i spänning för längden PQ är
V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I
V-V-dv = (R + jωL) dx * I
-dv / dx = (R + jωL) * I ………………. ekv (1)
I- (I + dI) = (G + jωc) dx * V
I - I + dI = (G + jωc) dx * V
-dI / dx = (G + jωc) * V… ……………. ekv (2)
Att differentiera ekv (1) och (2) med avseende på dx kommer att få
-dtvåv / dxtvå= (R + jωL) * dI / dx ………………. ekv (3)
-dtvåI / dxtvå= (G + jωc) * dV / dx ... ……………. ekv (4)
Att ersätta ekv (1) och (2) i ekv (3) och (4) får
-dtvåv / dxtvå= (R + jωL) (G + jωc) V ………………. ekv (5)
-dtvåI / dxtvå= (G + jωc) (R + jωL) I ... ……………. ekv (6)
Låt Ptvå= (R + jωL) (G + jωc) ... ……………. ekv (7)
Där P - förökningskonstant
Ersätt d / dx = P i ekv (6) och (7)
-dtvåv / dxtvå= PtvåV ………………. ekv (8)
-dtvåI / dxtvå= PtvåJag ... ……………. ekv (9)
Allmän lösning är
V = Aepx+ Var-px... ……………. ekv (10)
Jag = Vadpx+ Från-px... ……………. ekv (11)
Där A, B C och D är konstanter
Att differentiera ekv (10) och (11) med avseende på 'x' blir
-dv / dx = P (Aepx - Be-px) ………………. ekv (12)
-dI / dx = P (Cepx - De-px) ... ……………. ekv (13)
Ersättare ekv (1) och (2) i ekv (12) och (13) får
- (R + jωL) * I = P (Aepx+ Var-px) ………………. ekv (14)
- (G + jωc) * V = P (Cepx+ Från-px) ………………. ekv (15)
Ersätt 'p' -värde i ekv (14) och (15) får
I = -p / R + jωL * (Aepx+ Var-px)
= √G + jωc / R + jωL * (Aepx+ Var-px) ………………. ekv (16)
V = -p / G + jωc * (Cepx+ Från-px)
= √R + jωL / G + jωc * (Dettapx+ Från-px) ………………. ekv (17)
Låt Z0= √R + jωL / G + jωc
Där Z0är den karakteristiska impedenc
Ersätt gränsvillkor x = 0, V = VSoch jag = jagSi ekv (16) och (17) kommer att få
JagS= A + B ………………. ekv (18)
VS= C + D ………………. ekv (19)
JagSMED0= -A + B ………………. ekv (20)
VS/MED0= -C + D ………………. ekv (21)
Från (20) får A- och B-värden
A = VS-JagSMED0
B = VS+ JagSMED0
Från ekv (21) får C och D-värden
C = (IS- VS/MED0) / två
D = (IS+ VS/MED0) / två
Ersätt A-, B-, C- och D-värden i ekv (10) och (11)
V = (V.S-JagSMED0) ärpx+ (VS+ JagSMED0)är-px
= VS(ärpx+ e-px / 2) –ISZ¬0 (epx-är-px/två)
= VScoshx - jagSMED0sinhx
Liknande
Jag = (jagS-VSMED0) ärpx+ (VS/MED0+ JagS/ 2) och-px
= JagS(ärpx+ och-px/ 2) –VS/MED0(ärpx-är-px/två)
= JagScoshx - V.S/MED0sinhx
Således är V = VScoshx - jagSMED0sinhx
Jag = jagScoshx - V.S/MED0sinhx
Ekvationen av överföringslinjen när det gäller sändningsparametrar härleds
Överföringslinjernas effektivitet
Överföringsledningens effektivitet definieras som ett förhållande mellan mottagen effekt och sänd effekt.
Effektivitet = mottagen effekt (Pr) / överförd effekt (Pt) * 100%
Typer av överföringslinjer
De olika typerna av överföringslinjer inkluderar följande.
Öppna trådöverföringslinjen
Det består av par parallellt ledande ledningar åtskilda av ett enhetligt avstånd. De tvåtrådiga överföringslinjerna är mycket enkla, billiga och lätta att underhålla över korta avstånd och dessa linjer används upp till 100 MHz. Det andra namnet på en öppen trådöverföringsledning är en parallell trådöverföringsledning.
Koaxial överföringsledning
De två ledarna placerades koaxiellt och fylldes med dielektriska material som luft, gas eller fast ämne. Frekvensen ökar när förlusterna i dielektriket ökar, dielektriket är polyeten. Koaxialkablarna används upp till 1 GHz. Det är en typ av tråd som bär högfrekventa signaler med låga förluster och dessa kablar används i CCTV-system, digitala ljud, i datorns nätverksanslutningar, i internetanslutningar, i TV-kablar etc.
typer av överföringslinjer
Överföringslinje för optiska fibrer
Den första optiska fibern som uppfanns av Narender Singh 1952. Den består av kiseloxid eller kiseldioxid, som används för att sända signaler över långa sträckor med liten signalförlust och med ljusets hastighet. De optiska fiberkablar används som ljusguider, bildverktyg, lasrar för operationer, används för dataöverföring och används också i en mängd olika branscher och applikationer.
Microstrip transmissionslinjer
Microstrip-överföringsledningen är en transversell elektromagnetisk (TEM) överföringsledning som uppfanns av Robert Barrett 1950.
Vågguider
Vågledare används för att överföra elektromagnetisk energi från en plats till en annan plats och de arbetar vanligtvis i dominerande läge. De olika passiva komponenter såsom filter, kopplare, delare, horn, antenner, tee-korsning etc. Vågledare används i vetenskapliga instrument för att mäta optiska, akustiska ad elastiska egenskaper hos material och föremål. Det finns två typer av vågledare är metallvågledare och dielektriska vågledare. Vågledarna används i kommunikation med optisk fiber, mikrovågsugnar, rymdhantverk etc.
Applikationer
Tillämpningarna av överföringsledning är
- Kraftöverföringsledning
- Telefonlinjer
- Tryckt kretskort
- Kablar
- Kontaktdon (PCI, USB)
De överföringsledning ekvationer när det gäller att skicka slutparametrar härleds, tillämpningar och klassificering av överföringsledningar diskuteras och, här är en fråga för dig vad är de konstanta spänningarna i växelström och likströmsledning?