Name: tracing transient waves with a bewley diagram
Uploaded: 2024-11-21T14:54:41.000Z
Duration: 1 min 12 s
Channel: JoVE

Bir bilgisayardan e-posta göndermek, tek fazlı kayıpsız bir hat boyunca hareket eden bir elektrik sinyaline benzer.
Bewley Kafes Diyagramı, bu sinyal hattaki engellerle veya değişikliklerle karşılaştığında ne olduğunu anlamaya yardımcı olur.
Grafiksel olarak geçici zaman birimlerinde ve çizgi konumunda zamanı temsil eder ve hareket eden dalgaları gösteren köşegenlerle.
Dalgalar bir engelle karşılaştığında, yansıyan dalgalar, gelen dalganın yansıma katsayısı ile çarpılmasıyla hesaplanır.
Hattın herhangi bir noktasındaki voltaj, diyagramdaki o noktanın hemen üzerindeki tüm terimlerin toplanmasıyla belirlenebilir.
Örneğin, bir sinyal iki kayıpsız çizginin birleşimine rastladığında, orijinal çizgi boyunca yansıma ve yeni çizgi üzerinde kırılma yaşar.
Gelen sinyal açısından yansıyan ve kırılan sinyalleri hesaplamak için bağlantı noktasındaki voltaj ve akım denklemleri yazılabilir.
Bu süreç, ikiden fazla hattın bağlantı noktalarına genişletilebilir ve bu da karmaşık iletim hattı ağlarının anlaşılmasını sağlar.

İletim hatları: geçici gerilim operasyonu

Bewley Lattice Diagram

<div>
L. V. Bewley tarafından geliştirilen Bewley kafes diyagramı, iletim hattındaki geçiçi gerilim sırasında oluşan yansımaları etkili bir şekilde düzenler. Gerilim dalgalarının bir iletim hattı içinde nasıl yayıldığını ve yansıdığını görsel olarak temsil ederek, oluşan karmaşık etkileşimleri anlamayı kolaylaştırır.

<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/16177/16177_PT%20Figure_1.svg" style="height: 250px;">

Diyagramda, dikey ölçek çizginin geçici gerilim süresini temsil ederken, yatay ölçek çizgi konumunu x temsil eder. Diyagramdaki diyagonal çizgiler hareket eden dalgaları temsil eder. Her yansıma, bir uca ulaşan olay dalgasının o uçtaki yansıma katsayısıyla çarpılmasıyla hesaplanır.

Yansıma katsayısının değeri hem alıcı hem de gönderici uçlar için bilinir. Bu katsayılar, bir olay dalgası iletim hattının ilgili uçlarına ulaştığında yansıyan dalgaların büyüklüğünü ve yönünü belirler.

Olay voltaj dalgası hat boyunca hareket ettiğinde ve alıcı uçta yansıdığında, yansıyan dalga daha sonra geri hareket eder ve gönderici uçta tekrar yansır ve bu süreç devam eder. Her etkileşim, yansıma ve ortaya çıkan dalga, dalgaların zaman içinde nasıl yayıldığını gösteren diyagramda temsil edilir.

Diyagramdaki herhangi bir noktadaki voltajı belirlemek için, o noktanın hemen üzerindeki tüm terimleri toplayın. Bu yaklaşım, birleşik olay ve yansıyan dalgaların herhangi bir konum ve zamandaki genel voltaja nasıl katkıda bulunduğunu anlamanızı sağlar.

Bewley kafes diyagramı, iletim hatlarındaki dalga yayılımını görselleştirmek ve analiz etmek için güçlü bir araçtır. Özellikle geçici gerilim durumlarının davranışını anlamak ve elektrik sistemlerinin verimli tasarımını sağlamak için faydalıdır. Mühendisler yansımaları ve iletimleri düzenleyerek sistemdeki çeşitli noktalardaki voltajları ve akımları tahmin edebilir ve iletim hatlarının tasarımına ve sorun gidermeye yardımcı olabilir.
</div>

İletim Hatları: Geçici Gerilim Operasyonu

Bir bilgisayardan e-posta göndermek, tek fazlı kayıpsız bir hat boyunca hareket eden bir elektrik sinyaline benzer.
Bewley Kafes Diyagramı yardımcı olur ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

Elektrik Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

Transmission Lines: Transient Operation

İletim Hatları: Geçici Rejim Çalışması

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

tracing transient waves with a bewley diagram

The Bewley lattice diagram organizes voltage-wave reflections in transmission-line transients. It helps students follow how a signal moves along a line and bounces back from each end. The diagram was developed by L. V. Bewley.

The vertical axis shows transient time, and the horizontal axis shows the line position x. Diagonal lines show traveling waves. These lines make the wave motion easier to read because each segment marks a wave moving through the line.

Each reflection is found by multiplying the incident wave that reaches an end by the reflection coefficient at that end. The reflection coefficient is known for both the receiving end and the sending end. These values control the size and direction of the reflected wave when the incident wave arrives.

An incident voltage wave can travel to the receiving end, reflect there, and then travel back to the sending end. It can reflect again, and the process continues over time. The diagram shows each interaction and the wave that results from it.

To find the voltage at any point on the diagram, add all of the terms directly above that point. This sum shows how the incident and reflected waves combine at a given place and time. The Bewley lattice diagram is a useful tool for visualizing wave propagation, studying transients, and supporting the design and troubleshooting of transmission lines.

Tracing Transient Waves with a Bewley Diagram

tracing-transient-waves-with-a-bewley-diagram

traveling waves: lossless lines

Wave Speed on Lossless Transmission Lines

Traveling waves on a lossless transmission line are shaped by the line’s inductance and capacitance. The model starts with a single-phase, two-wire line of length Δx. It has loop inductance L H/m and line-to-line capacitance C F/m. A short section of the line can then be treated as a series inductance LΔx and a shunt capacitance CΔx. Voltage v(x,t) and current i(x,t) are written for any position x and time t along the line. Kirchhoff’s Voltage Law, or KVL, is used for the voltage relation.

boundary conditions: lossless lines

Transmission Line Reflections at Both Ends

Single-phase, two-wire, lossless transmission lines show how voltage and current waves reflect at both ends of a circuit. In this model, the line has a length, a surge impedance, and a wave velocity. These are set by the line’s inductance and capacitance per unit length. A home electrical wiring system can be treated this way in a simple circuit model. At the receiving end, the boundary condition says that the voltage equals the receiving-end impedance times the current. This relationship is...

bewley lattice diagram

The Bewley lattice diagram organizes voltage-wave reflections in transmission-line transients. It helps students follow how a signal moves along a line and bounces back from each end. The diagram was developed by L. V. Bewley. The vertical axis shows transient time, and the horizontal axis shows the line position x. Diagonal lines show traveling waves. These lines make the wave motion easier to read because each segment marks a wave moving through the line. Each reflection is found by...

lossy lines and overvoltages

Signal Attenuation and Power Losses

Transmission lines with series resistance and shunt conductance can weaken signals, change wave shape, and waste power. These effects are called attenuation, distortion, and power losses. They matter in long power lines and other practical transmission systems. When constant resistance and conductance are present, the voltage and current equations change. The propagation constant shows that the wave includes both forward-traveling and backward-traveling parts. As the wave moves along the line,...

insulation coordination

BIL and Surge Protection for Power Equipment

Insulation coordination matches electric equipment insulation strength with protective device settings to guard against expected overvoltages. Engineers choose these levels using judgment and cost. The goal is to keep equipment safe while avoiding unnecessary expense. Equipment can usually survive short, high transient overvoltages. Repeated tests with the same waveform can still give inconsistent results. For that reason, standard impulse voltage waveforms are used in testing. These waveforms...

key terms and concepts

Follow voltage waves as they reflect along a transmission line. Learn how the Bewley lattice diagram uses time, position, and reflection coefficients.

Tracing Transient Waves with a Bewley Diagram | JoVE K12

JoVE Core Elektrik Mühendisliği, devre analizi teknikleriyle birlikte elektrik devrelerinin temel kavramlarını kapsayan, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Operasyonel amplifikatörler ve devre dönüşümü kavramlarını kullanarak birinci dereceden ve ikinci dereceden devreleri içerir. Pratik tasarım örneklerinin ve gerçek dünya uygulamalarının bilim insanlarınca hazırlanan videolar aracılığıyla dahil edilmesi, karmaşık kavramları erişilebilir hale getirerek önemli bir eğitim değeri katmaktadır.

electrical engineering

Tracing Transient Waves with a Bewley Diagram

Description

Transcript

Tags