1. 필터 회로
▣ 필터 회로는 특정 주파 영역을 전기를 막아주고 통과시켜 주는 회로의 구성을 말한다.
▣ 통과시키거나 막아주는 주파수 영역에 따라 다음과 같이 구분한다.
2. 분포 정수 회로
▣ 분포정수 회로는 동일한 (유사한) 선로정수 R, L, C, G 로 구성된 송전시설이 구성되어
있는 경우 이들 선로의 특성을 분석하는 방법이다.
▣ 이 때 선로 정수는 대부분 L 과 C의 영향을 받으며 R, G는 무시해도 좋은 만큼 작다.
가. 선로정수
▣ 장거리 송전선로에는 선로정수 R, L, C, G가 유사하게 구성된 회로가 무한히 반복되는
회로 형태라고 할 수 있다.
▣ 장거리 송전선로의 선로정수의 구성은 다음과 같다.
나. 분포 정수회로의 구성
▣ 장거리 송전선로는 그림과 같은 유사한 송전선로 (유사한 R,L, C, G의 구성)가
반복적으로 연속되는 회로 구성이라고 할 수 있다.
다. 특성임피던스 (Z0)
▣ 장거리 송전선로는 유사한 송전선로 (유사한 R,L, C, G의 구성)가 반복적으로 연속되는
회로로 볼 수 있으므로 대칭인 영상임피던스 회로로 분석할 수 있다.
▣ 분포회로는 대칭 관계라고 보므로 영상임피던스 다음과 같다.
▣ 회로 대칭 조건에 의하여 A = D 이다.
▣ 위의 회로 대칭 조건에 의하여 Z01 = Z02가 되고 이와 같은 영상임피던스는 회로가 있
으면 존재하는 내부 저항 즉, 특성임피던스가 되며 이는 √ B/C가 되며 이는 4단자 정
수 √ (임피던스 / 어드미턴스) 가 된다.
※ 특성임피던스란 ?
◈ 전송선을 따라 흐르는 전압파와 전류파가 존재하면 이 비율이 입력에 관계없이 항상
일정함을 뜻한다. 다시 강조하지만 특성 임피던스는 전압파와 전류파의 단순한 비율
이다. 전압파와 전류파의 비율은 R, L, G, C 와 주파수에만 관계되는 양이다.
특성 임피던스는 전류와 전압 비율이므로 특성 임피던스의 단위는 [Ω]으로 정의한다.
그런데 특성 임피던스는 단순 비율인데 왜 우리가 공부해야 하는가?
특성 임피던스는 전송선의 반사 특성을 알려주는 중요 지표이기 때문에,
전송선 이론에서 매우 중요한 양이다.
전송선의 특성 임피던스를 알면, 전압파와 전류파가 부하에서 반사되지 않도록
전송선을 구성할 수 있다.
만약 R = G = 0 인 손실없는 전송선이라면 특성
임피던스는 인덕턴스(inductance)와 전기 용량(capacitance)의 비율로 표현된다
라. 전파정수
▣ 장거리 송전시 송전전력의 크기가 감소하게 되는데 이를 감쇠정수(α)라고 한다.
▣ 장거리 송전에서 전력의 위상이 변하게 되는데 이를 위상정수(β)라고 한다.
▣ 장거리 송전에서 나타나는 감쇠정수 (α)와 위상정수 (β)의 합을 전파정수 (γ)라고 한다.
▣ 전파정수는 전압파와 전류파의 곱으로 나타낼 수 있다.
【 특성임피던스, 전파정수, 쌍곡선 함수의 상관관계】
▣ 영상임피던스와 쌍곡선함수와의 관계에 대해 알아 보자.
마. 무손실 선로 (무손실 전송)
▣ 손실이 없는 전력전송, 항상 전압과 전류가 일정한 전송선을 말한다.
▣ 전송선의 무손실 전송 조건은 저항과 누설컨덕턴스가 모두 "0"일 때이다.
◈ 무손실 전송의 조건 : R = G = 0
※ 송전선의 전력손실은 저항과 누설컨덕턴스에서 발생하므로 무손실 조건은 당연히
저항과 누설컨덕턴스가 모두 "0"일 때이다.
▣ 또한 특성 임피던스의 성질에 의하여 전압파와 전류파의 비율이 일정할 때 최대 전송조
건이 된다.
바. 무왜곡전송
▣ 송신측에서 보낸 정현파 전력이 수전단에 일그러짐이 없이 도달되는 송전선로를 말한다
▣ 무왜곡 선로의 조건 : LG = RC
▣ 무왜곡 선로의 특성임피던스, 전파정수, 전파속도는 모두 주파수와 무관하게 된다.
▣ 무왜곡 선로의 특성임피던스는 다음과 같다.
▣ 전파정수는 다음과 같다.
▣ 전파속도
◈ 전자파가 이동하는 속도를 전파속도라고 합니다.
◈ 기호로는 v를 쓰고 단위는 [m/sec] 입니다.
◈ 파동속도 : 에너지를 실어 나르는 속도 : 파동은 질량입자의 이동속도가 아님
◈ 파동속도 = 주파수 × 파장, v = f × λ
사. 반사계수
▣ 경계점의 특성임피던스가 같으면 전자파가 반사되지 않으나 특성임피던스가 다르게
되면 일부가 반사하게 되는데 반사하는 비율 나타내는 수치이다.
▣ 반사계수와 투과계수의 산정식은 다음과 같다.
[정재파비]
▣ 반사하거나 투과하지 않고 경계점에 머무리는 파장을 정재파라 한다.
▣ 정재파비의 기호는 S를 사용한다.
▣ 정재파비는 다음과 같다.
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