Übertragungsleitungen entstanden aus der Arbeit von James Clerk Maxwell (13. Juni 1831 - 5. November 1879), einem schottischen Wissenschaftler, Lord Kelvin (26. Juni 1824 - 17. Dezember 1907), und Oliver Heaviside wurde am 18. Mai 1850 geboren und starb am 3. Februar 1925. In Nordamerika wird die erste Übertragungsleitung am 3. Juni 1889 mit 4000 V betrieben. Einige der Kraftübertragung und Vertriebsunternehmen in Indien sind NTPC in Neu-Delhi, Tata Power in Mumbai, NLC India in China, Orient Green in Chennai, Neuron Towers oder Sujana Towers Ltd in Hyderabad, Bau von Aster-Übertragungsleitungen, LJTechnologies in Cherlapalli, Mpower Infratech Private Limited in Hyderabad.

Was sind Übertragungsleitungen?

Die Übertragungsleitungen sind Teil des Systems, das Strom von den Kraftwerken zu den Haushalten transportiert. Sie bestehen aus Aluminium, da es häufiger, billiger und weniger dicht als Kupfer ist. Es transportiert elektromagnetische Energie von einem Punkt zu einem anderen Punkt und besteht aus zwei Leiter die zur Übertragung elektromagnetischer Wellen über eine lange Distanz zwischen Sender und Empfänger verwendet werden, werden als Übertragungsleitungen bezeichnet. Es gibt sowohl Wechselstrom- (Wechselstrom) als auch Gleichstromübertragungsleitungen. Die Wechselstromübertragungsleitungen werden verwendet, um Wechselstrom über eine große Entfernung unter Verwendung von drei Leitern zu übertragen, und die Gleichstromübertragungsleitungen werden verwendet, um Gleichstrom über eine lange Strecke zu übertragen.

Übertragungsleitungsgleichung

Nehmen wir das Ersatzschaltbild der Übertragungsleitung, dafür nehmen wir die einfachste Form der Übertragungsleitung, nämlich zwei Drahtleitungen. Diese zwei Leitungen bestehen aus zwei Leitern, die durch ein dielektrisches Medium, üblicherweise Luftmedium, getrennt sind, wie in der folgenden Abbildung gezeigt

two_wireline_conductor

Wenn wir einen Strom (I) durch den Leiter-1 leiten, stellen wir fest, dass sich um den stromführenden Draht eines Leiters-1 ein Magnetfeld befindet und das Magnetfeld aufgrund des Stromflusses in der Leitung mit einem Reiheninduktor dargestellt werden kann Leiter 1 sollte am Leiter 1 ein Spannungsabfall auftreten, der durch eine Reihe von Widerständen und Induktivitäten veranschaulicht werden kann. Der Aufbau der zwei Drahtleiter kann zu einem Kondensator erfolgen. Der Kondensator in der Figur wird immer locker sein, um zu veranschaulichen, dass wir Leiter G hinzugefügt haben. Der Gesamtaufbau, d. H. Der Serienwiderstand eines Induktors, eines Parallelkondensators und eines Leiters, bilden ein Ersatzschaltbild einer Übertragungsleitung.

äquivalente Schaltung von einer Übertragungsleitung

Der Induktor und der Widerstand, die in der obigen Figur zusammengestellt sind, können als Serienimpedanz bezeichnet werden, die ausgedrückt wird als

Z = R + jωL

Die parallele Kombination von Kapazität und Leiter n in der obigen Figur kann ausgedrückt werden als

Y = G + jωc

äquivalente_Schaltung_der_Übertragungsleitung_2

Wo l - Länge

ich_s- Endstrom senden

V._s- Senden der Endspannung

dx - Elementlänge

x - ein Abstand von dx vom Sendeende

An einem Punkt nimmt 'p' Strom (I) und Spannung (v) und an einem Punkt nimmt 'Q' I + dV und V + dV

Die Spannungsänderung für die Länge PQ ist die

V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I.

V-V-dv = (R + j & ohgr; L) dx * I.

“Was versteht man unter Driftgeschwindigkeit? ”

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

I- (I + dI) = (G + jωc) dx * V.

I - I + dI = (G + jωc) dx * V.

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

Die Differenzierung von Gleichung (1) und (2) in Bezug auf dx wird erhalten

-d^zweiv / dx^zwei= (R + jωL) * dI / dx ………………. Gleichung (3)

-d^zweiIch / dx^zwei= (G + jωc) * dV / dx ……………. Gleichung (4)

Das Einsetzen von Gleichung (1) und (2) in Gleichung (3) und (4) wird erhalten

“d Flip-Flop-Zähler 3 Bit ”

-d^zweiv / dx^zwei= (R + jωL) (G + jωc) V ………………. Gleichung (5)

-d^zweiIch / dx^zwei= (G + jωc) (R + jωL) I ……………. Gleichung (6)

Lassen Sie P.^zwei= (R + jωL) (G + jωc) ……………. Gleichung (7)

Wobei P - Propogationskonstante

Ersetze d / dx = P in Gleichung (6) und (7)

-d^zweiv / dx^zwei= P.^zweiV ………………. Gleichung (8)
-d^zweiIch / dx^zwei= P.^zweiICH … ……………. Gleichung (9)

Allgemeine Lösung ist

V = Ae^px+ Sei^-px……………. Gleichung (10)

Ich = was^px+ Von^-px……………. Gleichung (11)

Wobei A, B C und D Konstanten sind

Die Differenzierung von Gleichung (10) und (11) in Bezug auf 'x' wird erhalten

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

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

Ersetzen Sie Gleichung (1) und (2) in Gleichung (12) und (13)

- (R + jωL) * I = P (Ae^px+ Sei^-px) ………………. Gleichung (14)
- (G + jωc) * V = P (Ce^px+ Von^-px) ………………. Gleichung (15)

Ersetzen Sie den 'p'-Wert in Gleichung (14) und (15)

I = -p / R + jωL * (Ae^px+ Sei^-px)

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

V = -p / G + jωc * (Ce^px+ Von^-px)

= √R + jωL / G + jωc * (Dies^px+ Von^-px) ………………. Gleichung (17)

Sei Z.₀= √R + jωL / G + jωc

Wo Z.₀ist das charakteristische impedenc

Ersetzen Sie die Randbedingungen x = 0, V = V._S.und ich = ich_S.in Gleichung (16) und (17) erhalten

ich_S.= A + B ………………. Gleichung (18)

V._S.= C + D ………………. Gleichung (19)

ich_S.MIT₀= -A + B ………………. Gleichung (20)

V._S./MIT₀= -C + D ………………. Gleichung (21)

Von (20) erhalten A- und B-Werte

A = V._S.-ICH_S.MIT₀

B = V._S.+ I._S.MIT₀

Aus Gleichung (21) werden C- und D-Werte erhalten

C = (I._S.- V._S./MIT₀) / zwei

D = (I._S.+ V._S./MIT₀) / zwei

Ersetzen Sie die Werte A, B, C und D in Gleichung (10) und (11).

V = (V._S.-ICH_S.MIT₀) ist^px+ (V._S.+ I._S.MIT₀) ist^-px

= V._S.(ist^px+ e-px / 2) –I_S.Z¬0 (e^px-ist^-px/zwei)

= V._S.coshx - ich_S.MIT₀sinhx

Ähnlich

Ich = (ich_S.-V_S.MIT₀) ist^px+ (V._S./MIT₀+ I._S./ 2 und^-px

“Wie funktioniert ein Ohmmeter? ”

= Ich_S.(ist^px+ und^-px/ 2) –V_S./MIT₀(ist^px-ist^-px/zwei)

= Ich_S.coshx - V._S./MIT₀sinhx

Somit ist V = V._S.coshx - ich_S.MIT₀sinhx

Ich = ich_S.coshx - V._S./MIT₀sinhx

Die Gleichung der Übertragungsleitung in Bezug auf die Sendeendparameter wird abgeleitet

Effizienz von Übertragungsleitungen

Der Wirkungsgrad der Übertragungsleitung ist definiert als ein Verhältnis von Empfangsleistung zu Sendeleistung.

Wirkungsgrad = Empfangsleistung (P._r) / übertragene Leistung (P._t) * 100%

Arten von Übertragungsleitungen

Die verschiedenen Arten von Übertragungsleitungen umfassen Folgendes.

Drahtübertragungsleitung öffnen

Es besteht aus zwei parallel leitenden Drähten, die durch einen gleichmäßigen Abstand voneinander getrennt sind. Die Zweidraht-Übertragungsleitungen sind sehr einfach, kostengünstig und über kurze Entfernungen leicht zu warten. Diese Leitungen werden bis zu 100 MHz verwendet. Der andere Name einer Open-Wire-Übertragungsleitung ist eine Parallel-Wire-Übertragungsleitung.

Koaxiale Übertragungsleitung

Die beiden Leiter sind koaxial angeordnet und mit dielektrischen Materialien wie Luft, Gas oder Feststoff gefüllt. Die Frequenz nimmt zu, wenn die Verluste im Dielektrikum zunehmen, das Dielektrikum ist Polyethylen. Die Koaxialkabel werden bis zu 1 GHz verwendet. Es handelt sich um eine Art Draht, der Hochfrequenzsignale mit geringen Verlusten überträgt. Diese Kabel werden in CCTV-Systemen, digitalen Audios, Computernetzwerkverbindungen, Internetverbindungen, Fernsehkabeln usw. verwendet.

Arten von Übertragungsleitungen

Glasfaserübertragungsleitung

Die erste optische Faser, die 1952 von Narender Singh erfunden wurde. Sie besteht aus Siliziumoxid oder Siliziumdioxid, mit dem Signale über große Entfernungen mit geringem Signalverlust und Lichtgeschwindigkeit gesendet werden. Das Glasfaserkabel Verwendung als Lichtleiter, Bildgebungswerkzeuge, Laser für Operationen, Verwendung zur Datenübertragung und Verwendung in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen.

Microstrip-Übertragungsleitungen

Die Mikrostreifenübertragungsleitung ist eine transversale elektromagnetische Übertragungsleitung (TEM), die 1950 von Robert Barrett erfunden wurde.

Wellenführer

Wellenleiter werden verwendet, um elektromagnetische Energie von einem Ort zu einem anderen Ort zu übertragen, und sie arbeiten normalerweise im dominanten Modus. Die verschiedenen Passive Bauteile B. Filter, Koppler, Teiler, Horn, Antennen, T-Stück usw. Wellenleiter werden in wissenschaftlichen Instrumenten verwendet, um optische, akustische und elastische Eigenschaften von Materialien und Objekten zu messen. Es gibt zwei Arten von Wellenleitern: Metallwellenleiter und dielektrische Wellenleiter. Die Wellenleiter werden in der Glasfaserkommunikation, in Mikrowellenherden, in Raumfahrzeugen usw. verwendet.

Anwendungen

Die Anwendungen der Übertragungsleitung sind

Stromübertragungsleitung
Telefonleitungen
Leiterplatte
Kabel
Anschlüsse (PCI, USB)

Das Übertragungsleitung Gleichungen in Bezug auf Sendeendparameter werden abgeleitet, Anwendungen und Klassifizierung von Übertragungsleitungen werden diskutiert und: Hier ist eine Frage für Sie, wie hoch die konstanten Spannungen in AC- und DC-Übertragungsleitungen sind.