2. Vezetékek viselkedésének modellezése RLC négypólussal
Az előző fejezetben megismerkedtünk az ideális vezetékpár átviteli tulajdonságaival. A valóságban nincs veszteségmentes vezeték, kisebb-nagyobb mértékben csak megközelítik az ideálisnak megfelelő átviteli paramétereket.
Milyen összetevői lehetnek egy vezetékpár „tökéletlenségének"?
a) A vezető ellenállása nem 0 Ω, tehát a rajta folyó áram teljesítményt fog disszipálni. Ha a villamos jel váltakozik, akkor ehhez a váltakozó áramú ellenállás is hozzáadódik;
b) A vezetőben folyó váltakozó áram feszültséget indukál, tehát a vezetéknek induktivitása van;
c) Az egymás mellett futó érpárak a közöttük lévő szigetelővel egy kondenzátor elrendezést alkotnak, az érpárak között kapacitás mérhető;
d) Az erek közötti szigetelés nem végtelen nagy ellenállású, részben vezet. Váltakozó áram hatására benne polarizációs veszteség is fellép. A szigetelő által okozott veszteséget átvezetéssel modellezzük.
Ezek a tulajdonságok minden szerkezettípusnál megfigyelhetők és egymástól nem különíthetők el. A vezeték bármelyik, tetszőlegesen kicsiny darabjának mindezen tulajdonságai megvannak. Ilyenkor beszélünk elosztott paraméterű hálózatról.
Ezen jellemzőket elsődleges paramétereknek nevezzük, hiszen értékeik alapvetően meghatározzák a vezetékek átviteli tulajdonságait.
Az elsődleges paramétereket 1 km hosszúságú vezetékpárra értelmezzük (3. ábra):
a) Hurokellenállás (R): az egységnyi hosszúságú vezetékpárból képezett hurok ellenállása Ω/km-ben;
b) Induktivitás (L): az egységnyi hosszúságú vezetékpárból képezett hurok induktivitása H/km-ben;
c) Kapacitás (C): az egységnyi hosszúságú vezeték erei között mérhető kapacitás F/km-ben;
d) Átvezetés (G): az egységnyi hosszúságú vezeték erei között mérhető átvezetés S/km-ben.
3. ábra
A vezetékpár modellje az elsődleges paraméterekkel
A jellemzők egy másik csoportja a vezetéken való energiaterjedést befolyásoló mennyiségeket tartalmazza. Ezeket másodlagos paramétereknek nevezzük, értékük az elsődleges jellemzők ismeretében meghatározható:
a) Hullámellenállás (Z0);
b) Terjedési állandó (γ), melynek összetevői a csillapításállandó (α) és a fázisállandó (β);
c) Terjedési sebesség.