Transcript Lineas_de_Tranmision.Presentacion1

LÍNEAS DE
TRASMISIÓN
Las
líneas
de
trasmisión son las
interconexiones que
trasmiten la energía
electromagnética de
un punto a otro, es
usada en forma de
luz, de calor, de
trabajo mecánico, o
para
trasmitir
información
oral,
musical, fotográfica
o estadística.
se caracteriza por el hecho de
que tanto el campo eléctrico,
como el campo magnético, que
forman
la
onda,
son
perpendiculares a la dirección en
que se propaga la energía; sin
existir, por tanto componente de
los campos en la dirección axial
(dirección en que se propaga la
energía).
MODOS DE
PROPAGACIÓN EN UNA
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
Para que existan propagación energética en modo TEM
(modo transversal electromagnético), es necesario que
existan al menos dos conductores eléctricos y un medio
dieléctrico entre ambos (que puede incluso ser aire o
vacío).
Ejemplos de líneas de transmisión son :
línea
bifilar
cable coaxial
stripline,
microstrip
Cuando el modo de propagación
es TEM, se pueden definir, sin
ambigüedad,
tensiones
y
corrientes,
y
el
análisis
electromagnético de la estructura
(estudio de campos) no se hace
imprescindible, siendo posible una
representación
circuital
con
parámetros distribuidos
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
BALANCEADA Y
DESBALANCEADA
Las líneas balanceadas o de señal diferencial,
están
compuestas
por
dos
cables,
ambos
conductores llevan una corriente; un conductor lleva
la señal y el otro es el regreso.
La señal que se propaga a lo largo del cable se mide
como la diferencia potencial entre los dos cables.
Ambos conductores llevan la corriente de la señal, y
las corrientes son iguales en magnitud con respecto
a la tierra eléctrica pero viajan en direcciones
opuestas.
Las corrientes que fluyen en direcciones opuestas
por un par de cables balanceados se les llaman
corrientes de circuito metálico.
Las corrientes que fluyen en las mismas direcciones
se llaman corrientes longitudinales.
Un par de cables balanceado tienen la ventaja que
la mayoría de la interferencia por ruido se induce
igualmente en ambos cables, produciendo corrientes
La línea de transmisión desbalanceada o
de terminación sencilla, es un cable que se
encuentra en el potencial de tierra, mientras
que el otro cable se encuentra en el potencial
de la señal.
Con la transmisión de señal desbalanceada, el
cable de tierra también puede ser la referencia
a otros cables que llevan señales. Si éste es el
caso, el cable a tierra debe ir en donde va
cualquiera de los cables de señal. A veces esto
crea un problema porque una longitud de cable
tiene resistencia, inductancia, y capacitancía,
por lo tanto, puede existir una pequeña
diferencia de potencial, entre cualquiera de los
dos puntos, en el cable de tierra.
En consecuencia, el cable de tierra no es un
punto de referencia perfecto y es capaz de
inducir un ruido en él.
REPRESENTACION
ELECTRICA DE UNA LINEA
DE TRASMISION .
En el caso más simple de estudio,
asumiremos que la red es lineal (esto es,
la respuesta a una combinación lineal de
varias excitaciones, es una combinación
lineal de las respuestas que tendría la red
para cada una de las excitaciones por
separado, o dicho de otra forma es
aplicable el principio de superposición).
Además la red es recíproca y simétrica (es
decir, ambos puertos son
intercambiables).
LINEA DE TRASMISION DE DOS
CONDUCTORES
Postulado 1: El sistema o línea uniforme
consiste de dos conductores rectos y
paralelos.
 Postulado 2: Las corrientes en los
conductores de la línea fluyen únicamente
en la dirección de la longitud de la línea.
 Postulado 3: En la intersección de
cualquier plano transversal a los
conductores de una línea de transmisión,
las corrientes instantáneas totales en los
dos conductores son iguales en magnitud,
pero fluyen en direcciones opuestas.

Postulado 4: En la intersección de cualquier
plano transversal a los conductores de la
línea hay un valor de diferencia de
potencial único entre los conductores, en
cualquier instante, que es igual a la
integral del campo eléctrico a lo largo de
toda la trayectoria en el plano transversal
entre cualquier punto sobre la periferia de
uno de los conductores y cualquier punto
sobre la periferia del otro.
Postulado 5: El comportamiento eléctrico de
la línea se describe completamente por
cuatro coeficientes del circuito eléctrico
distribuido, cuyos valores por unidad de
longitud de la línea son constantes en
cualquier parte de esta. Estos coeficientes
de circuito eléctrico son resistencia e
inductancias uniformemente distribuidas,
como elementos de circuito, en serie a lo
largo de la línea, junto con capacitancias y
conductancias uniformemente
distribuidas, como elementos de circuito,
en paralelo a lo largo de la línea.
Línea de transmisión de dos alambres
paralelos:
En esta línea de transmisión uniforme consiste
en un par de alambres conductores paralelos
separados por una distancia uniforme. Como
ejemplo están las omnipresentes líneas aéreas
telefónicas y de transmisión de energía que se
pueden ver en las áreas rurales, así como los
cables planos que descienden desde la antena
en los tejados hasta el televisor.

ECUACIONES DIFERENCIALES
QUE DEFINEN EL
COMOPORTAMIENTO DE LA
LINEA DE TRASMISION BAJO
DIFERENTES CONDICIONES DE
CARGA .
La descripción de los fenómenos que se
presentan en una línea, se expresan
convenientemente por medio de los
valores que adoptan la tensión “u” y la
corriente “i”.
En lo que sigue, partiendo de las
ecuaciones de Maxwell, se establece la
relación entre u(x,t) e i(x,t) que
contendrá coeficientes que caracterizan el
medio donde se desarrolla el
fenómeno
electromagnético
aquí
analizado.
La primera ecuación de Maxwell establece
que el rotor del campo eléctrico E es igual
a la derivada parcial temporal del campo B
inducción magnética , cambiada de signo,
es decir:
Donde l=li+le: es la inductancia total de la
línea (interna mas externa)por unidad de
longitud.
La ecuación anterior es una de las dos
ecuaciones diferenciales básicas que
describen el comportamiento de las líneas.
En ella se establece la relación entre la
variación de la tensión respecto de la
distancia en función del valor de la
corriente y de su variación respecto del
tiempo.
La ecuación anterior es la segunda ecuación
de las ecuaciones diferenciales básicas
que describen el comportamiento de las
líneas.
En ella se establece la relación entre la
variación de la corriente respecto de la
distancia, en función del valor de la
tensión y de su variación respecto del
tiempo.
Para una línea sin perdidas R=G=0 y el
cambio de voltaje Dv(o cambio de
corriente dL) en un a distacia dx esta
dado por
Y
Derivando las anteriores ecuaciones se
obtiene
Ecuación de onda de una línea de
trasmisión
Para la energía de propagación en una
dirección
Impedancia característica de la línea .
Para una línea sin perdidas R=G=0