Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Apa itu Jalur atau Saluran Transmisi: Jenis, Persamaan dan Aplikasi

Saluran transmisi atau Jalur transmisi tumbuh dari karya James Clerk Maxwell (13 Juni 1831 - 5 Nov 1879) adalah seorang ilmuwan Skotlandia, Lord Kelvin (26 Juni 1824 - 17 Des 1907) dan Oliver Heaviside lahir pada 18 Mei 1850 dan meninggal pada 3 Feb 1925.

Di Amerika Utara saluran transmisi pertama dioperasikan pada 4000V pada tahun 1889-3 Juni. Beberapa perusahaan transmisi dan distribusi listrik di India adalah NTPC di New Delhi, Tata Power di Mumbai, NLC India di China, Orient Green di Chennai, Neuron Towers atau Sujana Towers Ltd di Hyderabad, Aster Transmisi line contruction, L.J. Technologies di cherlapalli, Mpower Infratech private limited di Hyderabad.

Apa itu Saluran Transmisi?

Saluran transmisi adalah bagian dari sistem yang mengalirkan listrik dari pembangkit listrik ke rumah-rumah dan terbuat dari aluminium karena lebih melimpah, lebih murah dan kurang padat daripada tembaga.

Ini membawa energi elektromagnetik dari satu titik ke titik lain dan terdiri dari dua konduktor yang digunakan untuk mengirimkan gelombang elektromagnetik dalam jarak jauh antara pemancar dan penerima disebut jalur transmisi.

Ada jalur transmisi AC (Arus Bolak-balik) dan DC (Arus Searah). Saluran transmisi AC digunakan untuk mentransmisikan arus bolak-balik dalam jarak jauh menggunakan tiga konduktor dan saluran transmisi DC menggunakan dua konduktor untuk mengirimkan arus searah dalam jarak jauh.

Persamaan Saluran Transmisi

Mari kita ambil rangkaian yang setara dari saluran transmisi, untuk ini kita akan mengambil bentuk saluran transmisi yang paling sederhana yaitu dua jalur kabel. Dua kabel ini terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh media dielektrik biasanya media udara, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

dua - saluran kabel - konduktor

Jika kita melewatkan arus (I) melalui penghantar-1, akan ditemukan medan magnet di sekitar kabel penghantar arus dari penghantar-1 dan medan magnet tersebut dapat diilustrasikan menggunakan induktor seri karena arus yang mengalir di konduktor-1, harus ada penurunan tegangan pada konduktor-1, yang dapat diilustrasikan dengan serangkaian resistansi dan induktor.

Pengaturan dua konduktor jalur kabel dapat dilakukan ke kapasitor. Kapasitor pada gambar akan selalu longgar untuk menggambarkan bahwa kami telah menambahkan konduktor G. Pengaturan total yaitu, resistansi seri induktor, kapasitor paralel, dan konduktor membentuk rangkaian ekuivalen dari saluran transmisi.

persamaan_rangkaian_dari_transmisi_saluran_1

Induktor dan resistansi yang disatukan pada gambar di atas dapat disebut sebagai impedansi seri, yang dinyatakan sebagai

Z = R + jωL

Kombinasi paralel kapasitansi dan konduktor n gambar di atas dapat dinyatakan sebagai

Y = G + jωc

persamaan_rangkaian_dari_transmisi_saluran_2

Dimana,

  • l - panjang
  • Is - Mengirim arus akhir
  • Vs - Mengirim tegangan akhir
  • dx - panjang elemen
  • x - jarak dx dari akhir pengiriman

Pada suatu titik, 'p' ambil arus (I) dan tegangan (v) dan pada suatu titik, 'Q' ambil I+dV dan V+dV

Perubahan tegangan untuk panjang PQ adalah

V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I

VV-dv = (R + jωL) dx * I

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

I- (I + dI) = (G + jωc)dx * V

I - I + dI = (G + jωc)dx * V

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

Membedakan persamaan (1) dan (2) terhadap dx akan menghasilkan

-d2v / dx2 = (R + jωL) * dI/dx ………………. persamaan (3)

-d2I / dx2 = (G + jωc) * dV/dx… ……………. persamaan (4)

Mengganti persamaan (1) dan (2) dalam persamaan (3) dan (4) akan menghasilkan

-d2 v / dx2 = (R + jωL) (G + jωc) V ………………. persamaan (5)

-d2 I / dx2 = (G + jωc) (R + jωL) I… ……………. persamaan (6)

Misalkan P2 = (R + jωL) (G + jωc)… ……………. persamaan (7)

Dimana P - konstanta propogasi

Mengganti d/dx = P dalam persamaan (6) dan (7)

-d2v/dx2 = P2 V ………………. Persamaan (8)

-d2I/dx2 = P2 I… ……………. persamaan (9)

Solusi umum adalah

V = Aepx + Be-px … ……………. persamaan (10)

I = Cepx + De-px … ……………. persamaan (11)

Dimana A, B C dan D adalah konstanta

Membedakan persamaan (10) dan (11) terhadap 'x' akan didapat

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

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

Membedakan persamaan (1) dan (2) dalam persamaan (12) dan (13) akan mendapatkan

- (R + jωL) * I = P (Aepx + Be-px ) ………………. Persamaan (14)

- (G + jωc) * V = P (Cepx + De-px ) ………………. persamaan (15)

Gantikan nilai 'p' dalam persamaan (14) dan (15) akan didapat

I = -p/R + jωL * (Aepx + Be-px )

  = √G + jωc / R + jωL * (Aepx + Be-px ) ………………. persamaan (16)

V = -p / G + jωc * (Cepx + De-px )

= √R + jωL / G + jωc * (Ce px + De -px ) ………………. persamaan (17)

Misalkan Z0 = √R + jωL / G + jωc

Di mana Z0 adalah karakteristik impeden

Pengganti batas kondisi x = 0, V = V S dan I = I S di persamaan (16) dan (17) akan menghasilkan

Is = A+B ................... persamaan (18)

Vs = C+D ………………. persamaan (19)

Is Z0 = -A+B ………………. persamaan (20)

Vs/Z0 = -C+D ………………. persamaan (21)

Dari (20) akan didapatkan nilai A dan B.

A = Vs - Is Z0

B = Vs + Is Z0

Dari persamaan (21) akan didapatkan nilai C dan D.

C = (Is - Vs / Z0) / 2

D = (Is + Vs / Z0) / 2

Mengganti nilai A, B, C dan D dalam persamaan (10) dan (11)

V = (Vs - Is Z0 ) epx + (Vs + Is Z0 ) e-px

= Vs (epx + e-px / 2) - Is Z¬0 (epx -e-px / 2)

= Vs coshx - Is Z0 sinhx

Demikian pula

I = (Is -Vs Z0 ) epx + (Vs / Z0 + Is / 2) e-px

Is (epx + e-px / 2) -Vs / Z0 (e-px -e-px / 2)

= Is coshx - Vs / Z0 sinhx

Jadi V = Vs coshx - Is Z0 sinhx

I = Is coshx - Vs / Z0 sinhx

Persamaan saluran transmisi dalam hal mengirim parameter akhir diturunkan

Efisiensi Saluran Transmisi

Efisiensi saluran transmisi didefinisikan sebagai rasio daya yang diterima oleh daya yang ditransmisikan.

Efisiensi = daya yang diterima (Pr) / daya yang ditransmisikan (Pt) * 100%

Jenis Saluran Transmisi

Jenis saluran transmisi yang berbeda meliputi yang berikut ini.

Buka Saluran Transmisi Kabel

Ini terdiri dari sepasang kabel konduksi paralel yang dipisahkan oleh jarak yang seragam. Jalur transmisi dua kabel sangat sederhana, berbiaya rendah dan mudah dirawat dalam jarak pendek dan jalur ini digunakan hingga 100 MHz. Nama lain dari saluran transmisi kabel terbuka adalah saluran transmisi kabel paralel.

Saluran Transmisi Koaksial

Kedua konduktor ditempatkan secara koaksial dan diisi dengan bahan dielektrik seperti udara, gas atau padatan. Frekuensi meningkat ketika kerugian dalam dielektrik meningkat, dielektriknya adalah polietilen.

Kabel koaksial digunakan hingga 1 GHz. Ini adalah jenis kabel yang membawa sinyal frekuensi tinggi dengan kerugian rendah dan kabel ini digunakan dalam sistem CCTV, audio digital, koneksi jaringan komputer, koneksi internet, kabel televisi, dll.

jenis-jalur-transmisi

Saluran Transmisi Serat Optik

Serat optik pertama ditemukan oleh Narender Singh pada tahun 1952. Serat ini terbuat dari silikon oksida atau silika, yang digunakan untuk mengirim sinyal dalam jarak jauh dengan sedikit kehilangan sinyal dan dengan kecepatan cahaya. Kabel serat optik digunakan sebagai panduan cahaya, alat pencitraan, laser untuk operasi, digunakan untuk transmisi data dan juga digunakan dalam berbagai industri dan aplikasi.

Saluran Transmisi Microstrip

Saluran transmisi mikrostrip adalah saluran transmisi Transverse Electromagnetic (TEM) yang ditemukan oleh Robert Barrett pada tahun 1950.

Petunjuk Gelombang

Petunjuk gelombang digunakan untuk mengirimkan energi elektromagnetik dari satu tempat ke tempat lain dan biasanya beroperasi dalam mode dominan. Berbagai komponen pasif seperti filter, coupler, pembagi, klakson, antena, sambungan tee, dll.

Panduan gelombang digunakan dalam instrumen ilmiah untuk mengukur sifat optik, akustik dan elastis dari bahan dan benda. Ada dua jenis petunjuk gelombang yaitu pandu gelombang logam dan pandu gelombang dielektrik. Petunjuk gelombang digunakan dalam komunikasi serat optik, oven microwave, kerajinan luar angkasa, dll.

Aplikasi

Aplikasi saluran transmisi adalah

  • Saluran transmisi daya
  • Saluran telepon
  • Papan sirkuit tercetak
  • Kabel
  • Konektor (PCI, USB)

Persamaan saluran transmisi atau jalur transmisi dalam hal parameter akhir pengiriman yang berasal, aplikasi dan klasifikasi saluran transmisi sudah dibahas.