Távvezeték

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A tévé jel továbítására is használt koaxiális kábel, a távvezetékek egyik fajtája

Távközlésben és villamosmérnöki tudományokban a távvezeték egy olyan különleges kialakított vezeték, amely magasfrekvenciás (Pl:rádiófrekvenciás) váltakozó áramot szálit. Ilyen magas frekvenciás váltakozó áramoknál figyelembe kell venni annak hullámtermészetét is. Ilyen távvezetékeket használnak a rádióvevők/adók antennával való összekötésére, kábel tévé jel szétosztására, valamint más jelátviteli célokra is. Rádiófrekvenciás távvezeték például a koaxiális kábel.
A rádiófrekvenciás távvezeték (mely jel továbbításra szoldal) nem összetévesztendő a villamos távvezetékekkel (amely alacsony frekvencián szállít magasfeszültségű elektromos váltóáramot energiatovábbítási céllal).

Áttekintés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az egyszerű kábelek ideálisak a egyenáram, alacsony frekvenciás váltakozóáram (például a hálózati áram, amely másodpercenként százszor vált irányt) valamint audió jel szállítására, viszont nem használhatók magas frekvencia tartományokban (például: rádiófrekvenciák), mivel az áram energiája rádióhullámok formájában lesugároz a kábelről, valamint rádiófrekvenciás váltakozó áramok visszaverődnek a kábel egyenlőtlenségeiről, (például a csatlakozókról), és ilyenkor a jel elkezd visszafele, a jelforrás irányéba terjedni. A távvezetékekben speciális kialakításuk és impedanciaillesztésüknek köszönhetően az energiaveszteség minimális. A távvezetékek akkor válnak szükségessé mikor a kábel sokkal hosszabb mint az általa szállított magas frekvenciás áram hullámhossza.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A távvezetékek elmélete Oliver Heaviside nevéhez fűződik, aki megalkotta a Távíró Egyenletet, amely leírja az áram viselkedését távvezetékekben.

Távíró egyenletek a veszteségmentes távvezetékre[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A legtöbb áramkörben az alkatrészeket összekötő huzalok hossza elhanyagolható, ezért az áramerősséget állandónak tekinthetjük a huzal bármely pontján. Ezzel szemben ha az áram olyan gyorsan vált irányt, hogy az összehasonlítható azzal az idővel, ami ahhoz kell hogy a jel végighaladjon a vezetéken, akkor már a huzal hossza is fontossá válik. Ilyenkor már nem huzalról, hanem távvezetékről beszélünk.
Ideális távvezetékeknél a feszültség és áramerősség csak a vezeték fajlagos iduktivitásától, kapacitásától függ. Ebben az esetben a Távíró egyenletek megadják az összefüggést a feszültség és az áramerősség között, az idő (t) és a hely (x) függvényében.

 V = V(x,t)
 I = I(x,t)


Maga az egyenlet egy pár, elsőrendű parciális differenciálegyenletből áll, az első egyenlet megadja, hogy a vezető egy pontján indukált feszültség függ az áramerősség időbeli változásától a fajlagos induktivitáson keresztül, míg a második megmutatja az áramerősség esést egy adott pontban a feszültség időbeli változásán, és a fajlagos kapacitáson keresztül.


\frac{\partial V}{\partial x}  =
-L \frac{\partial I}{\partial t}

\frac{\partial I}{\partial x}  =
-C \frac{\partial V}{\partial t}


Ebből az egyenletpárból levezethető két hullámfüggvény, egyik a feszültségre, míg a másik az áramerősségre:



\frac{\partial^2 V}{{\partial t}^2}  -
u^2 \frac{\partial^2 V}{{\partial x}^2}  = 0

\frac{\partial^2 I}{{\partial t}^2} -
u^2 \frac{\partial^2 I}{{\partial x}^2}  = 0

Ahol:

u = \frac{1}{\sqrt{LC}}

a hullámok haladási sebessége.

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a cikk az angol Wikipédia [Transmission line] és [Telegrapher's equations] oldalai alapján készült