¿Cómo es que la corriente en una línea de transmisión abierta no es igual en el valor en cada punto a lo largo del mismo cable?

Answer 1

Las líneas de transmisión que funcionan a bajas frecuencias (es decir, 50 o 60 Hz) pueden representarse mediante un modelo de parámetro distribuido. Se puede visualizar con elementos agrupados como se muestra en este modelo de circuito de secuencia positiva:

donde, para cada segmento agrupado, [matemática] R [/ matemática] y [matemática] L [/ matemática] son ​​la resistencia en serie y la inductancia en ohmios [[matemática] \ Omega [/ matemática]] y henries [H] y [ matemática] C [/ matemática] es la capacidad de derivación en faradios [F]. Para el modelo de parámetro distribuido donde la longitud de la línea está en unidades de metros [m], estos elementos tendrían unidades de [matemáticas] \ Omega [/ matemáticas] / m, H / my F / m.

Cuando la línea se energiza por primera vez por una fuente de voltaje en el extremo emisor, una corriente de entrada transitoria fluirá durante algunos ciclos hasta que la capacitancia distribuida se cargue y alcance el estado estable. Después de este tiempo, una corriente de estado estable continuará fluyendo debido a la capacitancia distribuida. Esta corriente se conoce como corriente de carga en estado estable y consta de todos los componentes de corriente de derivación:

[matemáticas] I_S = I_ {C_1} + I_ {C_2} +… + I_ {C_N} + I_R = \ displaystyle \ sum_ {n = 1} ^ {N} {I_ {C_ {n}}} + I_R [/ matemáticas].

Para una línea sin carga en el extremo receptor, [matemática] I_R = 0 [/ matemática] y la corriente final de envío consistirá solo en los componentes de carga de derivación. Esto provocará un aumento de voltaje a lo largo de la línea de transmisión, resultando en un voltaje del extremo receptor mayor que el extremo emisor [math] | V_R |> | V_S | [/ math].

Como la línea tiene una capacidad de derivación distribuida, la corriente disminuirá gradualmente en cada punto a lo largo de la línea desde el extremo emisor hasta el extremo receptor y, como resultado, NO será igual.

Answer 2

Supongo que una línea de transmisión es la línea de RF. La frecuencia de transmisión, ejemplo 1 meg, que es 1 millón de ciclos por segundo. La comprobación de la longitud de onda revelará alto voltaje y alta corriente a lo largo de la línea de transmisión. Notablemente no es lo mismo para V o A, ya que se mueve a lo largo de la línea. En el punto de alimentación frente al punto de terminación, el vswr cambia. Si hay una absorción completa de la señal al final, la señal, la línea de transmisión y la carga coinciden. O relación 1: 1. Lo que entra sale al final sin pérdida. Un escenario perfecto. En la carga o al final de la línea de transmisión, el voltaje en el punto de alimentación será mínimo. La corriente estaría al máximo. Las líneas de carga también se incluyen en la línea de transmisión. Un factor importante en los cálculos del diseño de la antena. Alimentadores vs carga. La coincidencia adecuada significa el potencial completo al final y la radiación máxima de la antena. Más cero SWR = partido. Transferencia de potencia máxima 1: 1 y sin pérdida es igual a sin calor.

Answer 3

Todas las cosas tienen tres características eléctricas, incluido su cuerpo, cuando se colocan en un campo eléctrico o cuando se le aplica un potencial eléctrico.

Con esto como punto de partida, considere una línea de transmisión. Es una longitud de cable (s) que se extiende un poco desde el punto “A” hasta el punto “B”. La longitud del cable (déjame usar 50 millas de línea como ejemplo) tiene las mismas tres características eléctricas a lo largo de cada longitud incremental del cable. Eso significa que cada 1000 pies tiene una resistencia específica, inductancia y capacitancia (en realidad, cada pie, cada pulgada, cada uno … se entiende la idea). Estos valores generalmente se dan en ohmios por 1000 pies. La resistencia y la inductancia están en serie con la longitud de las líneas y la capacitancia se encuentra entre la longitud del cable y la tierra (tierra). Recuerde que cualquier conductor de carga aislado de tierra actúa como un capacitor, luego recuerde que un capacitor permite que la corriente alterna fluya a través de él.

Ahora, a medida que viajamos a lo largo de los flujos de corriente del cable para cargar esta capacitancia a tierra (a menudo nos referimos a esto como la corriente de carga de la línea de transmisión). A medida que se aleja del voltaje de la fuente, la cantidad total de corriente que fluye a lo largo de cada sección de la línea se reduce, ya que disminuye el acoplamiento capacitivo a tierra.
Espero que esto ayude.

Answer 4

Una línea de transmisión puede modelarse como una serie de circuitos resonantes conectados de extremo a extremo, como lo ha hecho Jim Phipps aquí.

Se podría ver una explicación más intuitiva (aunque solo visualmente representativa) en una bañera medio llena de agua, la cual, si se mueve hacia adelante y hacia atrás en el momento correcto (empujes por segundo, tal vez) coincidirá con una resonancia de la bañera de extremo a extremo final, formando ondas estacionarias en el nivel del agua. Estas ondas se reflejan desde cada extremo y se elevan a su nivel más alto cuando el tamaño de la bañera coincide con un múltiplo de la longitud de onda representada por la distancia entre ellos.

La terminación abierta de una línea de transmisión refleja toda la RF que la encuentra, con muy poca radiación, por lo que se produce una reflexión que tiene picos de voltaje y corriente a lo largo de la línea de transmisión correspondiente a la longitud de onda (300 / f metros, para MHz ), de la misma manera que se realiza el ejemplo de bañera.

Answer 5

La línea de transmisión abierta en mi opinión es similar a una manguera de agua donde el agua fluye continuamente … Pero fluye de una manera que no es suave ya que la presión a lo largo de la manguera no es constante …

Al no ser un flujo laminar, hay alguna forma de turbulencia como la resistencia / impedancia a lo largo de la línea que, de hecho, presenta algún tipo de impedimento para el flujo. Al igual que el comportamiento de las ondas estacionarias en un tipo de líneas de transmisión de alta frecuencia que reflejan energías desfasadas de regreso a la fuente …

Esto normalmente ocurre cuando la línea no está terminada correctamente, un final abierto … Cuando la impedancia característica de la línea no es la misma que la impedancia de entrada … Creo que esta es la misma razón por la cual se encuentran corrientes de onda estacionarias a lo largo de la línea de transmisión …

Answer 6

Pensamiento interesante, con una respuesta bastante simple. La corriente y el voltaje de CA no leerán exactamente lo mismo en el mismo instante en el tiempo en cada punto a lo largo de una línea de transmisión dada. Parece que tanto la corriente como el voltaje invierten su dirección, generalmente al mismo tiempo en un sistema con carga de resistencia, que sería esa línea abierta. Pero, lleva tiempo para que esa inversión recorra la longitud de esa línea, por lo que no obtendrá lecturas simultáneas idénticas. Además, si esa línea tiene caídas en otros sistemas, esas caídas reducirán la corriente aguas abajo en la cantidad que extraen.

Answer 7

La onda que viaja desde la fuente en la línea de transmisión se refleja en el extremo abierto. La corriente en cada punto de la línea de transmisión es una superposición de la corriente en la onda directa con la corriente en la onda reflejada. Algunos lugares agregan de manera constructiva y algunos lugares agregan de manera destructiva, lo que le dará una corriente total que varía de un punto a otro dentro de la línea de transmisión.