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

Considere uma linha sem perdas com uma constante de propagação puramente imaginária, impedância característica resistiva e parâmetros ABCD estabelecidos.
Seu circuito pi equivalente tem impedância em série imaginária e admitância de derivação. Quando o produto beta e de comprimento é menor que pi, ele exibe impedância em série indutiva e admitância de derivação capacitiva, tornando-o sem perdas.
O comprimento de onda, ou distância necessária para alterar a tensão ou fase de corrente em 2-pi, é calculado usando a velocidade de propagação.
A carga de impedância de surto é a potência fornecida a uma resistência de carga igual à impedância de surto.
Aqui, a tensão permanece constante ao longo da linha e a potência real constante flui da extremidade de envio para a extremidade receptora, com fluxo de potência reativa zero.
A potência real fornecida é determinada usando a tensão nominal e a impedância de surto.
Na realidade, as linhas de energia não são terminadas por sua impedância de surto, causando perfis de tensão não planos que variam dependendo das condições de carga.
Sem carga, a tensão aumenta da extremidade de envio para a extremidade receptora, enquanto para curtos-circuitos, diminui para zero na extremidade receptora. O perfil de carga total é maior do que o perfil de curto-circuito.

linhas sem perdas

Na engenharia elétrica, uma linha de transmissão sem perdas é caracterizada por uma constante de propagação puramente imaginária e uma impedância característica resistiva. Os parâmetros ABCD, que descrevem a relação entre as tensões e correntes de entrada e saída, indicam um circuito π equivalente com uma impedância em série imaginária e uma admitância de derivação. Isso resulta em uma linha de transmissão que, quando o produto da constante de fase (beta) e o comprimento da linha é menor que pi, exibe impedância em série indutiva e admitância de derivação capacitiva, garantindo que ela permaneça sem perdas.

Comprimento de Onda e Propagação

O comprimento de onda é o comprimento físico no qual a fase da tensão ou corrente muda em 2π. Isso é determinado usando a velocidade de propagação do sinal. Para uma linha sem perdas, o comprimento de onda é crucial para determinar o comprimento elétrico da linha e suas características de fase.

Carregamento de Impedância de Surto

Carregamento de impedância de surto (SIL) é um conceito usado para descrever a potência que pode ser fornecida a uma resistência de carga igual à impedância de surto da linha de transmissão. Para uma linha de transmissão com uma impedância característica resistiva, o SIL é calculado usando a tensão nominal e a impedância de surto:

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16147/16147_Equation%201.svg" style="height: 36px;">

Nessa condição, a tensão permanece constante ao longo da linha, e há um fluxo constante de potência real da extremidade de envio para a extremidade de recebimento, com fluxo de potência reativa zero.

Perfis de Tensão e Condições de Carregamento

Em cenários práticos, as linhas de transmissão raramente são terminadas com sua impedância de surto, levando a perfis de tensão não uniformes ao longo da linha. Em condições sem carga, a tensão aumenta da extremidade de envio para a extremidade de recebimento devido ao efeito Ferranti. Por outro lado, em uma condição de curto-circuito, a tensão cai para zero na extremidade de recebimento. Em carga total, o perfil de tensão fica entre esses dois extremos, geralmente mais alto do que o perfil de curto-circuito, mas mais baixo do que o perfil sem carga.

Essas características das linhas de transmissão sem perdas são vitais para o projeto e a análise de sistemas de energia, garantindo o fornecimento de energia eficiente e confiável com perdas mínimas e perfis de tensão estáveis sob condições de carga variáveis.

Linhas sem Perdas

Considere uma linha sem perdas com uma constante de propagação puramente imaginária, impedância característica resistiva e parâmetros ABCD estabelecidos.
Seu equivalente ...

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Unit 1

Unidade 1

Steady-State Transmission Lines and Power Flows

Linhas de Transmissão em Regime Permanente e Fluxos de Potência

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

KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMOS-CHAVE E CONCEITOS

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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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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