Saluran transmisi atau Jalur transmisi berkembang dari karya James Clerk Maxwell (13 Juni 1831 - 5 Nov 1879) merupakan seorang ilmuwan Skotlandia, Lord Kelvin (26 Juni 1824 - 17 Des 1907) dan Oliver Heaviside lahir pada 18 Mei 1850 dan meninggal pada 3 Feb 1925.
Di Amerika Utara susukan transmisi pertama dioperasikan pada 4000V pada tahun 1889-3 Juni. Beberapa perusahaan transmisi dan distribusi listrik di India merupakan NTPC di New Delhi, Tata Power di Mumbai, NLC India di China, Orient Green di Chennai, Neuron Towers atau Sujana Towers Ltd di Hyderabad, Aster Transmisi line contruction, L.J. Technologies di cherlapalli, Mpower Infratech private limited di Hyderabad.
Apa itu Saluran Transmisi?
Saluran transmisi merupakan bab dari metode yang mengalirkan listrik dari pembangkit listrik ke rumah-rumah dan yang dibikin dari aluminium alasannya merupakan lebih melimpah, lebih hemat biaya dan kurang padat ketimbang tembaga.
Ini menenteng energi elektromagnetik dari satu titik ke titik lain dan berisikan dua konduktor yang digunakan untuk mengantarkan gelombang elektromagnetik dalam jarak jauh antara pemancar dan akseptor disebut jalur transmisi.
Ada jalur transmisi AC (Arus Bolak-balik) dan DC (Arus Searah). Saluran transmisi AC digunakan untuk mentransmisikan arus bolak-balik dalam jarak jauh menggunakan tiga konduktor dan susukan transmisi DC menggunakan dua konduktor untuk mengantarkan arus searah dalam jarak jauh.
Persamaan Saluran Transmisi
Mari kita ambil rangkaian yang setara dari susukan transmisi, untuk ini kita akan mengambil bentuk susukan transmisi yang paling sederhana yakni dua jalur kabel. Dua kabel ini berisikan dua konduktor yang dipisahkan oleh media dielektrik lazimnya media udara, seumpama yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Jika kita melalaikan arus (I) lewat penghantar-1, akan didapatkan medan magnet di sekeliling kabel penghantar arus dari penghantar-1 dan medan magnet tersebut sanggup diilustrasikan menggunakan induktor seri alasannya merupakan arus yang mengalir di konduktor-1, mesti ada penurunan tegangan pada konduktor-1, yang sanggup diilustrasikan dengan serangkaian resistansi dan induktor.
Pengaturan dua konduktor jalur kabel sanggup dijalankan ke kapasitor. Kapasitor pada gambar akan senantiasa longgar untuk menggambarkan bahwa kami sudah menyertakan konduktor G. Pengaturan total yaitu, resistansi seri induktor, kapasitor paralel, dan konduktor membentuk rangkaian ekuivalen dari susukan transmisi.
Induktor dan resistansi yang disatukan pada gambar di atas sanggup disebut selaku impedansi seri, yang dinyatakan sebagai
Z = R + jωL
Kombinasi paralel kapasitansi dan konduktor n gambar di atas sanggup dinyatakan sebagai
Y = G + jωc
Dimana,
- l - panjang
- Is - Mengirim arus akhir
- Vs - Mengirim tegangan akhir
- dx - panjang elemen
- x - jarak dx dari selesai pengiriman
Pada sebuah titik, 'p' ambil arus (I) dan tegangan (v) dan pada sebuah titik, 'Q' ambil I+dV dan V+dV
Perubahan tegangan untuk panjang PQ adalah
V- (V + dV) = (R + jωL) dx * I
VV-dv = (R + jωL) dx * I
-dv / dx = (R + jωL) * I ………………. persamaan (1)
I- (I + dI) = (G + jωc)dx * V
I - I + dI = (G + jωc)dx * V
-dI / dx = (G + jωc) * V… ……………. persamaan (2)
Membedakan persamaan (1) dan (2) kepada dx akan menghasilkan
-d2v / dx2 = (R + jωL) * dI/dx ………………. persamaan (3)
-d2I / dx2 = (G + jωc) * dV/dx… ……………. persamaan (4)
Mengganti persamaan (1) dan (2) dalam persamaan (3) dan (4) akan menghasilkan
-d2 v / dx2 = (R + jωL) (G + jωc) V ………………. persamaan (5)
-d2 I / dx2 = (G + jωc) (R + jωL) I… ……………. persamaan (6)
Misalkan P2 = (R + jωL) (G + jωc)… ……………. persamaan (7)
Dimana P - konstanta propogasi
Mengganti d/dx = P dalam persamaan (6) dan (7)
-d2v/dx2 = P2 V ………………. Persamaan (8)
-d2I/dx2 = P2 I… ……………. persamaan (9)
Solusi lazim adalah
V = Aepx + Be-px … ……………. persamaan (10)
I = Cepx + De-px … ……………. persamaan (11)
Dimana A, B C dan D merupakan konstanta
Membedakan persamaan (10) dan (11) kepada 'x' akan didapat
-dv/dx = P (Aepx - Be-px) ………………. persamaan (12)
-dI/dx = P (Cepx - De-px)… ……………. persamaan (13)
Membedakan persamaan (1) dan (2) dalam persamaan (12) dan (13) akan mendapatkan
- (R + jωL) * I = P (Aepx + Be-px ) ………………. Persamaan (14)
- (G + jωc) * V = P (Cepx + De-px ) ………………. persamaan (15)
Gantikan nilai 'p' dalam persamaan (14) dan (15) akan didapat
I = -p/R + jωL * (Aepx + Be-px )
= √G + jωc / R + jωL * (Aepx + Be-px ) ………………. persamaan (16)
V = -p / G + jωc * (Cepx + De-px )
= √R + jωL / G + jωc * (Ce px + De -px ) ………………. persamaan (17)
Misalkan Z0 = √R + jωL / G + jωc
Di mana Z0 adalah karakteristik impeden
Pengganti batas keadaan x = 0, V = V S dan I = I S di persamaan (16) dan (17) akan menghasilkan
Is = A+B ................... persamaan (18)
Vs = C+D ………………. persamaan (19)
Is Z0 = -A+B ………………. persamaan (20)
Vs/Z0 = -C+D ………………. persamaan (21)
Dari (20) akan didapatkan nilai A dan B.
A = Vs - Is Z0
B = Vs + Is Z0
Dari persamaan (21) akan didapatkan nilai C dan D.
C = (Is - Vs / Z0) / 2
D = (Is + Vs / Z0) / 2
Mengganti nilai A, B, C dan D dalam persamaan (10) dan (11)
V = (Vs - Is Z0 ) epx + (Vs + Is Z0 ) e-px
= Vs (epx + e-px / 2) - Is Z¬0 (epx -e-px / 2)
= Vs coshx - Is Z0 sinhx
Demikian pula
I = (Is -Vs Z0 ) epx + (Vs / Z0 + Is / 2) e-px
= Is (epx + e-px / 2) -Vs / Z0 (e-px -e-px / 2)
= Is coshx - Vs / Z0 sinhx
Jadi V = Vs coshx - Is Z0 sinhx
I = Is coshx - Vs / Z0 sinhx
Persamaan susukan transmisi dalam hal mengirim parameter selesai diturunkan
Efisiensi Saluran Transmisi
Efisiensi susukan transmisi didefinisikan selaku rasio daya yang diterima oleh daya yang ditransmisikan.
Efisiensi = daya yang diterima (Pr) / daya yang ditransmisikan (Pt) * 100%
Jenis Saluran Transmisi
Jenis susukan transmisi yang berlawanan termasuk yang berikut ini.
Buka Saluran Transmisi Kabel
Ini berisikan sepasang kabel konduksi paralel yang dipisahkan oleh jarak yang seragam. Jalur transmisi dua kabel sungguh sederhana, berbiaya rendah dan mudah dirawat dalam jarak pendek dan jalur ini digunakan sampai 100 MHz. Nama lain dari susukan transmisi kabel terbuka merupakan susukan transmisi kabel paralel.
Saluran Transmisi Koaksial
Kedua konduktor diposisikan secara koaksial dan diisi dengan materi dielektrik seumpama udara, gas atau padatan. Frekuensi meningkat dikala kerugian dalam dielektrik meningkat, dielektriknya merupakan polietilen.
Kabel koaksial digunakan sampai 1 GHz. Ini merupakan jenis kabel yang menenteng sinyal frekuensi tinggi dengan kerugian rendah dan kabel ini digunakan dalam metode CCTV, audio digital, koneksi jaringan komputer, koneksi internet, kabel televisi, dll.
Saluran Transmisi Serat Optik
Serat optik pertama didapatkan oleh Narender Singh pada tahun 1952. Serat ini yang dibikin dari silikon oksida atau silika, yang digunakan untuk mengirim sinyal dalam jarak jauh dengan sedikit kehilangan sinyal dan dengan kecepatan cahaya. Kabel serat optik digunakan selaku tutorial cahaya, alat pencitraan, laser untuk operasi, digunakan untuk transmisi data dan juga digunakan dalam aneka macam industri dan aplikasi.
Saluran Transmisi Microstrip
Saluran transmisi mikrostrip merupakan susukan transmisi Transverse Electromagnetic (TEM) yang didapatkan oleh Robert Barrett pada tahun 1950.
Petunjuk Gelombang
Petunjuk gelombang digunakan untuk mengantarkan energi elektromagnetik dari satu wilayah ke wilayah lain dan lazimnya beroperasi dalam mode dominan. Berbagai komponen pasif seumpama filter, coupler, pembagi, klakson, antena, sambungan tee, dll.
Panduan gelombang digunakan dalam instrumen ilmiah untuk mengukur sifat optik, akustik dan lentur dari materi dan benda. Ada dua jenis isyarat gelombang yakni pandu gelombang logam dan pandu gelombang dielektrik. Petunjuk gelombang digunakan dalam komunikasi serat optik, panggangan microwave, kerajinan luar angkasa, dll.
Aplikasi
Aplikasi susukan transmisi adalah
- Saluran transmisi daya
- Saluran telepon
- Papan sirkuit tercetak
- Kabel
- Konektor (PCI, USB)
Persamaan susukan transmisi atau jalur transmisi dalam hal parameter selesai pengantaran yang berasal, aplikasi dan pembagian terencana tentang susukan transmisi sudah dibahas.
