LINEAS DE LINEAS DE TRANSMISIONTRANSMISION

Sistemas de conductores metálicos

Ondas electromagnéticas Ondas electromagnéticas transversalestransversales

Es la propagación de la energía eléctrica por una línea de transmisión

Ondas electromagnéticas Ondas electromagnéticas transversalestransversales

CARACTERISTICAS DE LAS CARACTERISTICAS DE LAS ONDAS ONDAS

ELECTROMAGENTICASELECTROMAGENTICAS

• VELOCIDAD DE LA ONDA

• FRECUENCIA Y LONGITUD DE ONDA

TIPOS DE LINEAS DE TIPOS DE LINEAS DE TRANSMISIONTRANSMISION

TIPOS DE LINEAS DE TIPOS DE LINEAS DE TRANSMISIONTRANSMISION

LINEAS DE TRANSMISION DE LINEAS DE TRANSMISION DE CONDUCTORES PARALELOSCONDUCTORES PARALELOS

CABLE ABIERTOCABLES GEMELOS

PAR TRENZADOPROTEGIDO POR ARMADURA

LINEAS DE TRANSMISION DE LINEAS DE TRANSMISION DE CONDUCTORES PARALELOSCONDUCTORES PARALELOS

COAXIAL O CONCENTRICAS

TRANSFORMADORES DE TRANSFORMADORES DE IMPEDANCIASIMPEDANCIAS

TRANSFORMADORES DE TRANSFORMADORES DE IMPEDANCIASIMPEDANCIAS

CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTE

• Líneas Distribuidas uniformemente

1. Propiedades Eléctricas *Conductancia de los cables *Constante dieléctrica del aislante

2. Propiedades Físicas *Diámetro *Espacio del conductor

ESTOS DETERMINAN LAS CONSTANTES ELÉCTRICAS PRIMARIAS

CONSTANTES ELÉCTRICAS CONSTANTES ELÉCTRICAS PRIMARIASPRIMARIAS

1. Resistencia de cd (R) – Ohm/m2. Inductancia (L) – H/m3. Capacitancia de derivacion (C)4. Conductancia de derivacion (G)

PARAMETROS DISTRIBUIDOS

CARACTERISTICAS DE UNA CARACTERISTICAS DE UNA LINEA DE TRANSMISIONLINEA DE TRANSMISION

• Las características de una línea de transmisión se llaman constantes secundarias y se determinan con la cuatro constantes primarias

CONSTANTES SECUNDARIASCONSTANTES SECUNDARIAS

• Impedancia Característica

• Constante de Propagación

IMPEDANCIA CARACTERÍSTICAIMPEDANCIA CARACTERÍSTICA

• Para una máxima transferencia de potencia fuente – carga

1. La línea de Tx debe terminarse en una carga puramente resistiva igual a su impedancia característica.

2. La Zo es una cantidad compleja (Ohms), idealmente es independiente de la longitud

IMPEDANCIA CARACTERÍSTICAIMPEDANCIA CARACTERÍSTICA

• Una línea de transmisión almacena energía en su inductancia y capacitancia distribuida.

ANÁLISISANÁLISIS

ANALISIS RESISTIVOANALISIS RESISTIVO

• Desde un enfoque puramente resistivo, puede deducirse fácilmente que la impedancia vista, desde la línea de transmisión, hecha de un número finito de secciones se acercan a la Impedancia característica Zo

• Al finalizar Zo=37Ω, entonces la LT se termina en una carga ZL=37Ω.

IMPEDANCIA CARACTERÍSTICAIMPEDANCIA CARACTERÍSTICA

• Para una línea de cables paralelos con dieléctrico de aire

IMPEDANCIA CARACTERÍSTICAIMPEDANCIA CARACTERÍSTICA

• Para cable coaxial

CONSTANTE DE PROPAGACIONCONSTANTE DE PROPAGACION

• A veces llamada coeficiente de propagación.

• Expresa la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión.

• La Amplitud de una señal disminuye con la distancia viajada.

CONSTANTE DE PROPAGACIONCONSTANTE DE PROPAGACION

• La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje ó corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la LT.

Circuito equivalente de una línea Circuito equivalente de una línea de transmisiónde transmisión

• LINEAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS– Están determinadas por sus propiedades

eléctricas y de sus propiedades físicas.– Las propiedades determinan a su vez las

constantes eléctricas Primarias: • (R) resistencia; • (L) inductancia; • (C) capacitancia ;• (G) conductancia.

Circuito equivalente de una línea Circuito equivalente de una línea de transmisiónde transmisión

• Características de transmisión:– Se denominan constantes secundaria.– Se calculan a partir de las constantes

primarias; ellas son:

• Impedancia característica

• Constante de propagación

Circuito equivalente de una línea Circuito equivalente de una línea de transmisiónde transmisión

• Línea de transmisión de dos hilos paralelos.

"ES UN MEDIO O DISPOSITIVO POR DONDE SE PROPAGA O TRANSMITE INFORMACIÓN (ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS) A ALTAS

FRECUENCIAS.“

Perdidas en la línea de Perdidas en la línea de transmisiontransmision

• Perdidas en el conductor– Posee una resistencia finita– Hay una perdida de potencia inevitable.

• Perdidas por radiación– Separación entre los conductores de una LT.– La línea actúa como antena.– Se transfiere energía a cualquier material

conductor cercano

Perdidas en la línea de Perdidas en la línea de transmisiontransmision

• Perdida por calentamiento del dieléctrico.– La diferencia de potencial entre dos conductores

de la LT produce el calentamiento de dieléctrico.– El calor de toma de la energía que se propaga

por la LT.

• Perdida por acoplamiento.– Ocurre cada vez que una conexión se hace

desde o hacia la línea.– O cuando se conectan dos partes separadas de

una línea de transmisión.

Perdidas en la línea de Perdidas en la línea de transmisiontransmision

Las discontinuidades tienden a calentarse, a radiar energía, y a disipar potencia.

• Corona (descargas luminosas)– Se produce entre los dos conductores de una

LT.– Un diferencia de potencial entre ambos

excede el voltaje ruptura del dieléctrico.– Una corona destruye la LT.

OndasOndas Incidentes y reflejadas Incidentes y reflejadas

•En una LT ordinaria, la potencia puede propagarse en ambas direcciones.

•De forma similar existen voltajes y corrientes incidentes y reflejadas.

•Las potencia reflejada es la porción de la potencia incidente (que no es absorbida por la carga)

•Por lo tanto la potencia incidente siempre es menos o igual a la reflejada.

OndasOndas Incidentes y reflejadas Incidentes y reflejadas

OndasOndas Incidentes y reflejadas Incidentes y reflejadas

• Líneas Resonantes Y No Resonantes.– Líneas Resonantes:

• La energía se refleja entre las terminales de la carga y la fuente.

• Y se transfiere en forma alternada entre los campos magnéticos y eléctricos de la inductancia y capacitancia distribuidas.

– Líneas No Resonantes:• No presenta potencia reflejada.

OndasOndas Incidentes y reflejadas Incidentes y reflejadas

• Coeficiente de reflexión:– Es una cantidad vectorial.

Ondas estacionariasOndas estacionarias

• Línea acoplada:– La carga absorbe toda la potencia incidente– Zo = ZL

• Línea no acoplada:– Parte de la potencia incidente es absorbida por la

carga y parte es reflejada hacia la fuente(línea descompensada).

– Presentan ondas viajeras. – Estas establecen un patrón de interferencia

conocida como onda estacionaria.

Ondas estacionariasOndas estacionarias

Ondas estacionariasOndas estacionarias

• Relación de ondas estacionarias (SWR).– Es la relación del voltaje máximo con el voltaje

mínimo – O de la corriente máxima con la corriente mínima

de una onda estacionaria en una línea de transmisión.

– Cuando la carga es puramente resistiva:

SWR=V.max = Zo V.min ZL

Ondas estacionariasOndas estacionarias

• Ondas estacionarias en una línea abierta.– Si las ondas alcanzan una terminación abierta se

reflejan nuevamente hacia la fuente.– Características:

1. La onda incidente de voltaje se refleja de nuevo (sin desfasaje).

2. La onda incidente de la corriente se refleja nuevamente 180° de cómo habría continuado.

3. La suma de las formas de ondas de corrientes reflejada e incidente es mínima a circuito abierto.

4. La suma de las formas de ondas de corriente reflejada e incidente es máxima a circuito abierto

Ondas estacionarias en una línea Ondas estacionarias en una línea abierta. abierta.

Ondas estacionariasOndas estacionarias

• Ondas estacionarias en una línea en corto circuito.– El voltaje incidente y las ondas de corriente se

reflejan nuevamente de la manera opuesta.– Características:

1. La onda estacionaria de voltaje se refleja 180° invertidos de cómo habría continuado.

2. La onda estacionaria de corriente se refleja hacia atrás como si hubiera continuado.

3. La suma de las formas de ondas incidentes y reflejadas es máxima en corto

Ondas estacionarias en una línea Ondas estacionarias en una línea en corto circuito.en corto circuito.