Name: lossless lines and voltage behavior
Uploaded: 2024-11-21T14:54:26.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

Considere una línea sin pérdidas con una constante de propagación puramente imaginaria, una impedancia característica resistiva y parámetros ABCD establecidos.
Su circuito pi equivalente tiene impedancia en serie imaginaria y admitancia de derivación. Cuando el producto beta y de longitud es menor que pi, exhibe impedancia de serie inductiva y admitancia de derivación capacitiva, lo que lo hace sin pérdidas.
La longitud de onda, o distancia requerida para cambiar el voltaje o la fase de corriente en 2-pi, se calcula utilizando la velocidad de propagación.
La carga de impedancia de sobretensión es la potencia entregada a una resistencia de carga igual a la impedancia de sobretensión.
Aquí, el voltaje permanece constante a lo largo de la línea, y la potencia real constante fluye desde el extremo emisor hasta el receptor, con un flujo de potencia reactiva cero.
La potencia real suministrada se determina utilizando el voltaje nominal y la impedancia de sobretensión.
En realidad, las líneas eléctricas no están terminadas por su impedancia de sobretensión, lo que provoca perfiles de voltaje no planos que varían según las condiciones de carga.
Sin carga, el voltaje aumenta desde el extremo de envío hasta el receptor, mientras que para cortocircuitos, disminuye a cero en el extremo receptor. El perfil de carga completa es más alto que el perfil de cortocircuito.

líneas sin pérdida

En ingeniería eléctrica, una línea de transmisión sin pérdidas se caracteriza por una constante de propagación puramente imaginaria y una impedancia característica resistiva. Los parámetros ABCD, que describen la relación entre los voltajes y corrientes de entrada y salida, indican un circuito π equivalente con una impedancia en serie imaginaria y una admitancia en derivación. Esto da como resultado una línea de transmisión que, cuando el producto de la constante de fase (beta) y la longitud de la línea es menor que pi, exhibe una impedancia en serie inductiva y una admitancia en derivación capacitiva, lo que garantiza que permanezca sin pérdidas.

Longitud de onda y propagación

La longitud de onda es la longitud física en la que la fase de la tensión o la corriente cambia en 2π. Esto se determina utilizando la velocidad de propagación de la señal. Para una línea sin pérdidas, la longitud de onda es crucial para determinar la longitud eléctrica de la línea y sus características de fase.

Carga de impedancia de sobretensión

La carga de impedancia de sobretensión (SIL) es un concepto que se utiliza para describir la potencia que se puede suministrar a una resistencia de carga igual a la impedancia de sobretensión de la línea de transmisión. Para una línea de transmisión con una impedancia característica resistiva, la SIL se calcula utilizando la tensión nominal y la impedancia de sobretensión:

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16147/16147_Equation%201.svg" style="height: 36px;">

En esta condición, la tensión permanece constante a lo largo de la línea y hay un flujo constante de potencia real desde el extremo de envío al extremo receptor, con un flujo de potencia reactiva cero.

Perfiles de tensión y condiciones de carga

En la práctica, las líneas de transmisión rara vez terminan con su impedancia de sobretensión, lo que genera perfiles de tensión no uniformes a lo largo de la línea. En condiciones sin carga, la tensión aumenta desde el extremo emisor hasta el extremo receptor debido al efecto Ferranti. Por el contrario, en condiciones de cortocircuito, la tensión cae a cero en el extremo receptor. A plena carga, el perfil de tensión se encuentra entre estos dos extremos, generalmente más alto que el perfil de cortocircuito pero más bajo que el perfil sin carga.

Estas características de las líneas de transmisión sin pérdidas son vitales para el diseño y análisis de sistemas de energía, asegurando un suministro de energía eficiente y confiable con pérdidas mínimas y perfiles de voltaje estables bajo condiciones de carga variables.

Líneas sin pérdida

Considere una línea sin pérdidas con una constante de propagación puramente imaginaria, una impedancia característica resistiva y parámetros ABCD establecidos.
Su equivalente ...

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Unit 1

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Steady-State Transmission Lines and Power Flows

Líneas de transmisión en estado estacionario y flujos de potencia

steady-state-transmission-lines-and-power-flows

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

Lossless Lines

lossless lines and voltage behavior

Lossless transmission lines in electrical engineering are described by a purely imaginary propagation constant and a resistive characteristic impedance. Their ABCD parameters show an equivalent pi circuit with an imaginary series impedance and a shunt admittance. When the product of beta and line length is less than pi, the line has inductive series impedance and capacitive shunt admittance, which keeps it lossless.

Wavelength is the physical length over which voltage or current phase changes by 2π. It depends on the signal’s propagation velocity. For a lossless line, wavelength helps define the electrical length of the line and its phase behavior.

Surge impedance loading, or SIL, is the power that can be sent to a load resistance equal to the line’s surge impedance. For a line with resistive characteristic impedance, SIL is found from the rated voltage and the surge impedance. In this condition, voltage stays constant along the line, and real power flows from the sending end to the receiving end with zero reactive power flow.

In practice, transmission lines are often not terminated with their surge impedance, so the voltage profile is not uniform. Under no-load conditions, the voltage rises from the sending end to the receiving end because of the Ferranti effect. Under short-circuit conditions, the receiving-end voltage drops to zero. At full load, the voltage profile falls between these two cases, and these line properties are important for efficient and reliable power-system design.

Lossless Lines and Voltage Behavior

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lossless lines

Lossless transmission lines in electrical engineering are described by a purely imaginary propagation constant and a resistive characteristic impedance. Their ABCD parameters show an equivalent pi circuit with an imaginary series impedance and a shunt admittance. When the product of beta and line length is less than pi, the line has inductive series impedance and capacitive shunt admittance, which keeps it lossless. Wavelength is the physical length over which voltage or current phase changes...

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Transmission Line Power Limits and Loadability

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Lossless Lines and Voltage Behavior | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

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Lossless Lines and Voltage Behavior

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