La constante de propagación se utiliza para expresar la atenuación y el desplazamiento de fase de una onda al propagarse a lo largo de una línea de transmisión. La longitud eléctrica de una línea de transmisión depende de la frecuencia, y múltiples longitudes de onda pueden estar presentes a la vez a altas frecuencias. El voltaje que se propaga hacia la carga se llama voltaje incidente, mientras que el que se propaga de regreso se llama voltaje reflejado.
Parámetros de las Líneas de Transmisión
DEFINICIÓN DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN
MODELO CIRCUITAL DE LA LÍNEA BIFILAR IDEAL
Modelo RLGC
LÍNEAS BALANCEADAS Y DESBALANCEADAS
TIPOS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
Líneas de transmisión de conductor paralelo Línea de transmisión de cable abierto
Líneas de transmisión coaxial o concéntrica
PARAMETROS PRIMARIOS
Resistencia
Inductancia
Capacidad
Conductancia
PARAMETROS SECUNDARIOS
Modo de propagación
Constante de propagación
Impedancia característica
Atenuación
Absorción
Coeficiente de Reflexión
Ondas Incidentes y Reflejadas
Relación ondas estacionaria (ROE)
Sistemas de Comunicaciones
Ing. Gonzalo Verdaguer
ITU, Universidad Nacional de Cuyo
La línea de transmisión es el elemento del sistema de potencia que se encarga de transportar la energía eléctrica desde el sitio en donde se genera hasta el sitio donde se consume o se distribuye.
Las líneas de transmisión como su nombre lo indican son aquellas complejas estructuras que transportan grandes bloques de energía eléctrica dentro de los diferentes puntos de la red que constituye el sistema eléctrico de potencia, son físicamente los elementos más simples pero los más extensos. La clasificación de los sistemas de transmisión puede ser realizada desde muy variados puntos de vista, según el medio: en aéreas y subterráneas.
Parametros distribuidos de una Linea de Transmisión,
Coeficientes de Reflexión y Relación de Ondas Estacionarias y
Impedancia de Entrada de Linea de Trnsmisión
Parámetros de las Líneas de Transmisión
DEFINICIÓN DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN
MODELO CIRCUITAL DE LA LÍNEA BIFILAR IDEAL
Modelo RLGC
LÍNEAS BALANCEADAS Y DESBALANCEADAS
TIPOS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
Líneas de transmisión de conductor paralelo Línea de transmisión de cable abierto
Líneas de transmisión coaxial o concéntrica
PARAMETROS PRIMARIOS
Resistencia
Inductancia
Capacidad
Conductancia
PARAMETROS SECUNDARIOS
Modo de propagación
Constante de propagación
Impedancia característica
Atenuación
Absorción
Coeficiente de Reflexión
Ondas Incidentes y Reflejadas
Relación ondas estacionaria (ROE)
Sistemas de Comunicaciones
Ing. Gonzalo Verdaguer
ITU, Universidad Nacional de Cuyo
La línea de transmisión es el elemento del sistema de potencia que se encarga de transportar la energía eléctrica desde el sitio en donde se genera hasta el sitio donde se consume o se distribuye.
Las líneas de transmisión como su nombre lo indican son aquellas complejas estructuras que transportan grandes bloques de energía eléctrica dentro de los diferentes puntos de la red que constituye el sistema eléctrico de potencia, son físicamente los elementos más simples pero los más extensos. La clasificación de los sistemas de transmisión puede ser realizada desde muy variados puntos de vista, según el medio: en aéreas y subterráneas.
Parametros distribuidos de una Linea de Transmisión,
Coeficientes de Reflexión y Relación de Ondas Estacionarias y
Impedancia de Entrada de Linea de Trnsmisión
Con esta presentación se pretende dar una visión general de como el uso de transformadores eléctricos elevadores permite reducir las perdidas por efecto Joule en las lineas de transmisión.
La Relación de Onda Estacionaria o ROE se refiere a la razón geométrica existente entre el valor máximo y el valor mínimo de la amplitud de voltaje observado en una condición de onda estacionaria eléctrica como seria a lo largo de una línea de transmisión.
1. 1.- ONDA ESTACIONARIAS DE VOLTAJE Y CORRIENTE La constante de propagación (a veces llamada el coeficiente de propagación) se utiliza para expresar la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión. Conforme se propaga una onda, a lo largo de la línea de transmisión, su amplitud se reduce con la distancia viajada. La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda se propaga a lo largo de la línea de transmisión.
2. LONGITUD ELÉCTRICA DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN La longitud de una línea de transmisión relativa a la longitud de onda que se propaga hacia abajo es una consideración importante, cuando se analiza el comportamiento de una línea de transmisión. A frecuencias bajas (longitudes de onda grandes), el voltaje a lo largo de la línea permanece relativamente constante. Sin embargo, para frecuencias altas varias longitudes de onda de la señal pueden estar presentes en la línea al mismo tiempo Por lo tanto, el voltaje a lo largo de la línea puede variar de manera apreciable. En consecuencia, la longitud de una línea de transmisión frecuentemente se da en longitudes de onda, en lugar de dimensiones lineales.
3. ONDAS INCIDENTES Y REFLEJADAS Una línea de transmisión ordinaria es bidireccional; la potencia puede propagarse, igualmente bien, en ambas direcciones. El voltaje que se propaga, desde la fuente hacia la carga, se llama voltaje incidente, y el voltaje que se propaga, desde la carga hacia la fuente se llama voltaje reflejado. En forma similar, hay corrientes incidentes y reflejadas. En consecuencia, la potencia incidente se propaga hacia la carga y la potencia reflejada se propaga hacia la fuente. El voltaje y la corriente incidentes, siempre están en fase para una impedancia característica resistiva. Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se almacena por la línea y no hay potencia reflejada. Además, si la línea se termina en una carga totalmente resistiva, igual a la impedancia característica de la línea, la carga absorbe toda la potencia incidente (esto supone una línea sin pérdidas).
4. LÍNEAS RESONANTES Y NO RESONANTES Una línea sin potencia reflejada se llama línea no resonante o plana. En una línea plana, el voltaje y la corriente son constantes, a través de su longitud, suponiendo que no hay pérdidas. Cuando la carga es un cortocircuito o circuito abierto, toda la potencia incidente se refleja nuevamente hacia la fuente. Si la fuente se reemplazara con un circuito abierto o cortocircuito y la línea no tuviera pérdidas, la energía que está presente en la línea se reflejaría de un lado a otro (oscilara), entre las terminaciones de la carga y la fuente, en forma similar a la potencia en un circuito tanque. Esto se llama línea resonante.
5. COEFICIENTE DE REFLEXIÓN El coeficiente de reflexión (a veces llamado el coeficiente de la reflexión), es una cantidad vectorial que representa a la relación del voltaje reflejado al voltaje incidente 0 corriente reflejada a la corriente incidente. Matemáticamente, el coeficiente de reflexión es gamma, f, definido por:
6. RELACIÓN DE ONDA ESTACIONARIA La relación de onda estacionaria (SWR), se define como la relación del voltaje máximo con el voltaje mínimo, o de la corriente máxima con la corriente mínima de una onda.
7. La relación de onda estacionaria (SWR), se define como la relación del voltaje máximo con el voltaje mínimo, o de la corriente máxima con la corriente mínima de una onda. A ello también se llama relación de voltajes de onda estacionaria. (VSWR). En esencia es una medida de la falta de compensación entre la impedancia de carga y la impedancia característica de la línea de transmisión.
8. Impedancia característica Se denomina impedancia característica de una línea de transmisión a la relación existente entre la diferencia de potencial aplicada y la corriente absorbida por la línea en el caso hipotético de que esta tenga una longitud infinita, o cuando aún siendo finita no existen reflexiones. En el caso de líneas reales, se cumple que la impedancia de las mismas permanece inalterable cuando son cargadas con elementos, generadores o receptores, cuya impedancia es igual a la impedancia característica. La impedancia característica es independiente de la frecuencia de la tensión aplicada y de la longitud de la línea, por lo que esta aparecerá como una carga resistiva y no se producirán reflexiones por desadaptación de impedancias, cuando se conecte a ella un generador con impedancia igual a su impedancia característica. De la misma forma, en el otro extremo de la línea esta aparecerá como un generador con impedancia interna resistiva y la transferencia de energía será máxima cuando se le conecte un receptor de su misma impedancia característica.
9. No se oculta, por tanto, la importancia de que todos los elementos que componen un sistema de transmisión presenten en las partes conectadas a la línea impedancias idénticas a la impedancia característica de esta, para que no existan ondas reflejadas y el rendimiento del conjunto sea máximo. La impedancia característica de una línea de transmisión depende de los denominados parámetros primarios de la misma que son: resistencia, capacitancia, inductancia y conductancia (inversa de la resistencia de aislamiento entre los conductores que forman la línea).
10. La fórmula que relaciona los anteriores parámetros y que determina la impedancia característica de la línea es: donde: Z0 = Impedancia característica en ohmios.R = Resistencia de la línea en ohmios.C = Capacitancia de la línea en faradios.L = Inductancia de la línea en henrios.G = Conductancia del dieléctrico en siemens.ω = 2πf, siendo f la frecuencia en herciosj = Factor imaginario