Nodo de referencia en una línea de transmisión
Kinka-Byo
en "Lessons in Electric Circuits", VOL III, ChPT 14 , hay una simulación SPICE de esta línea de transmisión:
El autor escribe:
Ejecutando esta simulación y trazando la caída de impedancia de la fuente (como una indicación de la corriente), el voltaje de la fuente, el voltaje del extremo de la fuente de la línea y el voltaje de la carga, vemos que el voltaje de la fuente, que se muestra como vm(1)(magnitud de voltaje entre el nodo 1 y el punto de conexión a tierra implícito del nodo 0) en el gráfico: registra 1 voltio constante, mientras que cualquier otro voltaje registra 0,5 voltios constantes: (Figura siguiente)
e inserta este gráfico con todos los voltajes referidos al nodo 0:
Puede ver que el punto 0 se elige como nodo de referencia. ¿Cómo puede ser correcta esta elección? Los puntos indicados con 0 en la primera figura no son un solo nodo circuital, ya que no tienen el mismo potencial eléctrico.
Respuestas (2)
alejnavab
En la vida real, creo que sería como dijiste: el potencial eléctrico en el nodo inferior izquierdo es diferente al potencial en el nodo inferior derecho.
Sin embargo, cuando modelamos matemáticamente este sistema físico, definimos la resistencia por unidad de la línea de transmisión para incluir la resistencia de ambos conductores (el conductor superior y el conductor inferior). De manera similar, definimos la inductancia por unidad de longitud de la línea de transmisión para incluir la autoinductancia de ambos conductores. Si desea una referencia a esto, puede leer la sección 2-2 del libro de texto Fundamentals of Applied Electromagnetics de Fawwaz Ulaby; allí hace las declaraciones que acabo de decir.
A continuación se muestra el modelo típico de una línea de transmisión. Aviso para cada segmento , solo hay una resistencia e inductancia en el conductor superior, no en el conductor inferior.
Figura 1. Circuito equivalente (modelo matemático) de una línea de transmisión física, utilizando parámetros concentrados. Fuente: Libro de Ulaby.
¿Y por qué modelamos la transmisión así? Creo que es para simplificar el circuito equivalente. Para simplificar nuestro análisis. Si, en cambio, dibujáramos una resistencia y una inductancia de cada uno de los dos conductores, el modelo de la línea de transmisión tendría cuatro nodos (más difíciles de analizar) en lugar de tres (más fáciles).
Nota al margen: A veces, se usa un circuito equivalente diferente, como se muestra a continuación. Pero, una vez más, la resistencia y la inductancia por unidad de longitud se definen combinando la resistencia y la inductancia individuales de cada conductor.
Figura 2. Otro circuito equivalente por segmento de una línea de transmisión, utilizando parámetros agrupados. Fuente: Libro de Ulaby.
el fotón
Como se trata de una estructura distribuida, en principio ni siquiera podemos definir una diferencia de potencial entre los dos extremos de la línea de transmisión.
En la práctica, es una aproximación útil tomar los nodos de tierra en los dos extremos de la línea como iguales, y eso es lo que hace el simulador.
Kinka-Byo
el fotón
Ste Kulov
Documents\LTspiceXVII\examples\Educational\TransmissionLineInverter.ascKinka-Byo
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Kinka-Byo