การสูญเสียในสาย นำสัญญาณ (Losses in transmission lines)

 

การสูญเสียในสาย นำสัญญาณ (Losses in transmission lines) โดยทั่ว ไปการสูญเสียของสายนำสัญญาณเราสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทคือ

1. การสูญเสียในสายทองแดง (Copper Loss) สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

เปรียบเทียบระหว่างความถี่กับความลึกผึว

ตัวอย่าง SKIN EFFECT เปรียบเทียบระหว่างความถี่กับความลึกผึว (skin depth) จะเห็นได้ว่า ยิ่งความถี่สูงขึ้น ความลึกจะลดลง เมื่อกระแสไหลเฉพาะผิวของตัวนำ จะทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น สายนำสัญญาณที่ใช้งานในความถี่สูง ๆ จึงมักนิยมเคลือบเงินที่ผิวเพื่อลดความต้านทาน เพราะเงินมีความนำไฟฟ้าที่ดีกว่าทองแดง

เสริมอีกนิดครับ

การทดลองวัดความลึกผิวที่ ความถี่ 10GHz

จากตาราง เป็นการทดลองวัดความลึกผิวที่ ความถี่ 10GHz ของตัวนำต่างชนิดกัน หน่วยเป็น micrometers จะเห็นได้ว่า เงิน มีความลึกผิวมากที่สุด หมายถึงความต้านทานน้อยที่สุด ส่วน Aluminum จะมีความต้านทานมากที่สุด

2. การสูญเสียในเรื่องของ ฉนวน Dielectric Losses

การสูญเสียในเรื่องของ ฉนวน Dielectric Losses

เมื่อมีความต่างศักย์ระหว่างสายตัวนำ จะทำให้เกิดประจุไฟฟ้า ขึ้นบนในสาย อิเล็คทรอนจะได้รับอิธิพลจากสนามไฟฟ้า ทำให้การโคจรเสียรูปไป พลังงานที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงวงโคจรนี้ เป็นการสูญเสียใน Dielectric และกลายเป็นความร้อน สารบางอย่างมีโครงสร้างที่ยากต่อการเปลี่ยนแปลง เช่น ยาง อากาศ ทำให้การสูญเสียใน Dielectric มีน้อย ฉนั้นสาร Dielectric ที่ใช้ในสาย Coaxial จะต้องมีการสูญเสียต่ำ เช่น โพลีเอธิลีน

การสูญเสียใน Dielectric และกลายเป็นความร้อน

3. การสูญเสียเนื่องจากการแพร่คลื่นและการเหนี่ยวนำ (Radiation and Induction Losses)

เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของกระแส ซึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าขึ้นรอบตัวนำ (fields surrounding the conductors) พลังงานที่แพร่ออกไปนี้ บางส่วนจะสูญเสียเนื่องจากการประจุและการเหนียวนำ วัตถุแวดล้อมใกล้เคียงกับสายนำสัญญาณ การสูญเสียดังกล่าวจะมีน้อยลงเมื่อเราต่อโหลดที่ match และมีสายชีลด์ มิให้มีการแพร่กระจายคลื่นออกมาข้างนอก

รูปแสดงการวัดค่าการสูญเสียในสายนำสัญญาณ

รูปแสดงการวัดค่าการสูญเสียในสายนำสัญญาณ

คำถาม

1.What are the three types of line losses associated with transmission lines?

ดูเฉลย
การสูญเสียในสายนำสัญญาณมี 3 อย่างคือ การสูญเสียในรูปของ Copper, dielectric, and radiation.

2.Losses caused by skin effect and the I2R (power) loss are classified as what type of loss?

ดูเฉลย
การสูญเสียแบบ skin effect และ I2R เป็นการสูญเสียในรูปของ Copper losses.

3.What types of losses cause the dielectric material between the conductors to be heated?

ดูเฉลย
การสูญเสียในวัสดุที่นำมาทำเป็นฉนวนแล้วกลายเป็นความร้อนคือ การสูญเสียแบบ Dielectric losses.

 

HS8JYX ตั้งอยู่บ้านเลขที่ 99/31 ถ.เจริญสุข ต.ปากน้ำ อ.เมือง จ.กระบี่ 81000