¿Podemos establecer una analogía entre el flujo de energía eléctrica a través del espacio libre y el flujo de energía CA a través de una línea de transmisión?

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Sabiendo que el espacio libre tiene una impedancia característica (que es puramente resistiva, medida en ohmios) me preguntaba si puedo modelar el espacio libre como una línea de transmisión infinitamente larga, compuesta de inductores y condensadores distribuidos.

Sabemos,unmodelodelíneadetransmisiónsinpérdidasdelongitudinfinitasuministradaporunafuentedeCAenunterminalparece:

Si consideramos la dirección de cambiar el campo eléctrico a través de la capacitancia (por ejemplo, el eje X) y la de cambiar el campo magnético dentro de la inductancia (por ejemplo, el eje Y), encontramos que el vector de orientación se dirige hacia afuera el plano de la línea de transmisión (eje Z) - que parece extraño, ya que la dirección del flujo de potencia es ciertamente a lo largo del eje Y.

Sin embargo, si ajusto la orientación de los inductores de la siguiente manera:

Parece que el problema con respecto a la dirección del flujo de potencia se resuelve aparentemente. Sin embargo, todavía no estoy convencido con esta descripción. En primer lugar, he considerado solo el campo magnético dentro de los inductores. Pero H tiene un rizo distinto de cero, termina sobre sí mismo. Entonces, si tomo en cuenta el campo H total (alrededor del inductor), termino con un flujo de potencia cero, que definitivamente no es lo que está sucediendo. Además, el flujo de potencia, independientemente de la orientación de los inductores, debe ser a lo largo de la línea de transmisión (no hacia afuera del plano que contiene la línea TX).

En este punto, me pregunto dónde estoy cometiendo errores. (es decir, ¿es porque estoy ignorando la corriente a través del condensador y el campo eléctrico a través del inductor?) ¿O es una mala idea modelar el espacio libre como una línea de transmisión?

    
pregunta Joy

2 respuestas

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Por lo general, dibujamos el símbolo del inductor como una bobina de alambre que puede ser muy engañosa. Debes echar un vistazo al campo B alrededor de un cable recto y, de repente, tu analogía tiene mucho sentido.

    
respondido por el Suku Wc
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Ya he respondido una pregunta sobre modelos de líneas de transmisión aquí: Inductancia de la línea de transmisión Alguna información de antecedentes para usted sobre el tema. Sin embargo, no es una respuesta a tu pregunta.

  

Sabiendo que el espacio libre tiene una impedancia característica (que es   puramente resistivo, medido en ohmios) Me preguntaba si puedo modelar el   Espacio libre como una línea de transmisión infinitamente larga, compuesta por   Inductores y condensadores distribuidos.

Si el espacio libre es puramente resistivo, entonces no es preciso modelar el espacio libre como una línea de transmisión porque una línea de transmisión no es puramente resistiva, especialmente en longitudes largas. Aquí hay una respuesta acerca de por qué Los conductores no son puramente resistivos. ¿Dónde obtiene su capacidad un cable conductor recto?

  

Si consideramos la dirección de cambio de campo eléctrico a través de la   La capacitancia (por ejemplo, el eje X) y la de cambiar el campo magnético interior.   La inductancia (por ejemplo, el eje Y), encontramos la dirección del vector poynting   Hacia afuera del plano de la línea de transmisión (eje Z) - que parece   extraño, ya que la dirección del flujo de potencia es ciertamente a lo largo del eje Y.

En su tercera imagen, ha dibujado sus inductores perpendiculares a sus capacitores. Lo que coincide con su convención de que el campo eléctrico está en la dirección X y el campo magnético en la dirección Y. El estado del vector poynting debe estar en la dirección del eje Z. Esto es correcto para la onda electromagnética.

  

Luego,hadibujadounconductordespuésdecadanodoinductor-condensador.Esteconductorhaceun"giro" de 180 grados con respecto a la dirección del campo magnético que viaja a través del inductor. Lo que significa que su eje Y muestra valores negativos y positivos. Puedo entender que quizás quieras mostrar la onda magnética como un campo magnético cambiante. Aunque no muestres el cambio de campo eléctrico a este respecto. Así que esta es una indicación de que no podemos evaluar vectorialmente, los elementos del circuito que se modelan para representar la forma en que operan y se conectan en términos de aritmática (serie y paralelo) . En general, es mejor usar los fasores para modelar los elementos del circuito por varias razones, consulte Phasor Wikipedia .

    
respondido por el Britt Kelly

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