아낌없이 주는 나무

5. 무손실 선로에서 옳지 않은 것은 ? ④

    ① G = 0             ② α = 0                  ③ Z = √(L/C)                   ④ β =√(LC)

[해설] #분포정수 회로에서 무손실선로는 전압강하도 없고 누설전류도 없는 것을 말한다.

          즉, 저항과 #누설전류 가 없다는 의미로 R=G=0 인 선로를 말한다. 따라서 G=0, 전력의 손실을 의미하는

          #감쇠정수 α =0이이다.​

6. 단위 길이당 #인덕턴스 및 #커패시턴스가 각각 L 및 C일 때 고주파 전송선로의 특성 임피던스는 ? ④​​

[해설] 분포정수회로에서는 R,L,C,G 4단자 정수라 반복적으로 동일하게 존재하는 상태, 즉 영상 임피던스로 형태로

         임피던스 정합이 이루어져 전력의 방사없이 전송이 가능하여 가장 유효한 전력 전송이 가능해진다.

         이 때 각각의 R,L,C,G 단위의 임피던스를 특성임피던스라고 하고 이는 다음과 같다.

         Z01 : 입력 (1차측)에서 바라 본 임피던스

[해설] π형 회로는 먼저 Z1+Z2를 합성한 후에 이를 다시 Z3와 합성을 하게 된다.  이때, 직 · 병렬 기본 전송파라미터

          값을 이용하여 합성을 하게 된다. 합성은 #행렬식 을 이용하면 쉽게 할 수 있다.

14. 4단자 정수 A=5/3, B=800, C=1/450, D=5/3 일 때, 영상임피던스 Z01과 Z02는 각각 몇 [Ω]인가 ? ②

     ① Z01= 300, Z02= 300                            ② Z01= 600, Z02= 600

     ③ Z01= 800, Z02= 800                            ④ Z01= 1,000, Z02= 1,000

[해설] 분포정수회로는 장거리 송전선로에서는 4단자 정수 R,L,C,G가 각 구간마다 일정한 모습을 보이며 이들 전체를

          하나의 임피던스 Z로 보았을 때 입력측에서 본 임피던스 Z01과 출력측에서 본 임피던스 Z02가 같을 때 최대 전력

          전송 조건이 된다. 즉, 입력측에서 본 임피던스 Z01 과 출력측에서 본 임피던스 Z02가 같을 때를 영상 임피던스라고

          하며 이의 산정방법은 다음과 같다.​

1. 영상(Image) 임피던스

 ▣ 영상(Image) 임피던스 : 어느 특정점을 기준점으로 하여 대칭이 되는 임피던스를 말하며 상호 대칭되는 임피던스를

      주면 #최대 #전력 #공급조건 이 되는 등의 사유로 어느 점에서 바라 본 임피던스와 대칭되는 임피던스를

       영상임피던스라고 한다.

  ▣ #대칭회로망 조건은 A = D이고 영상 #임피던스 조건도 좌우 대칭이므로 대칭일 때는 Z01 = Z02 는 모두 √(B/C)로

      같게 된다. 4단자 정수 B는 임피던스를 의미하고 C는 어드미턴스를 의미한다. Z01 과 Z02 입력측과 출력측에서

      바라 본 회로의 임피던스를 의미하고 이에 상응하는 Z는 입출력측의 내부 임피던스를 말하는 것이므로

      선로의 내부 임피던스 즉, #전력공급 과 관계없는 임피던스 다른 말로 선로가 존재하면 발생하는 임피던스를

      특성 임피던스가 된다. 즉, 좌우 #대칭 일 때 회로의 임피던스를 구하면 이것이 특성임피던스가 되고 특성임피던스는

      √(B/C)가 되는 것이다. 여기서 B, C는 4단자 정수를 의미한다.

​

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.

  ▣ 회로 대칭 조건에 의하여 A = D 이다.

  ▣ 위의 회로 대칭 조건에 의하여 Z01 = Z02가 되고 이와 같은 영상임피던스는 회로가 있으면 존재하는 내부 저항 즉,

       특성임피던스가 되며 이는 √ B/C가 되며 이는 4단자 정수 √ (임피던스 / 어드미턴스) 가 된다.

​

※ 특성임피던스란 ?

  ◈ 전송선을 따라 흐르는 전압파와 전류파가 존재하면 이 비율이 입력에 관계없이 항상 일정함을 뜻한다. 다시 강조하지

       만 특성 임피던스는 전압파와 전류파의 단순한 비율이다. 전압파와 전류파의 비율은 R, L, G, C 와 주파수에만 관계

       되는 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 #특성임피던스 를 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

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 #누설컨덕턴스 에서 발생하므로 무손실 조건은 당연히 저항과 누설컨덕턴스가

          모두 "0"일 때이다.

  ▣ 또한 특성 임피던스의 성질에 의하여 전압파와 전류파의 비율이 일정할 때 최대 전송조건이 된다.

사. 반사계수

  ▣ 경계점의 특성임피던스가 같으면 전자파가 반사되지 않으나 특성임피던스가 다르게 되면 일부가 반사하게 되는데

       반사하는 비율 나타내는 수치이다.