การสูญเสียในสาย นำสัญญาณ (Losses in transmission lines)
การสูญเสียในสาย นำสัญญาณ (Losses in transmission lines) โดยทั่ว ไปการสูญเสียของสายนำสัญญาณเราสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทคือ
1. การสูญเสียในสายทองแดง (Copper Loss) สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
- การสูญเสียในรูปของ I2R เนื่องจากความต้านทานภายในสาย เพราะกระแสที่ไหลผ่านทองแดงซึ่งมีความต้านทานจะเกิดการสูญเสียพลังงานกลายเป็นความร้อน ความร้อนของสายจะขึ้นอยู่กับขนาดพื้นที่หน้าตัด และความยาวของสาย ถ้ามีพื้นที่มาก (สายใหญ่) จะมีความต้านทานน้อยลง ถ้าสายมีความยาวมากจะยิ่งมีความต้านทานมาก
- การสญเสียอีกรูปแบบหนึ่งของสายนำสัญญาณคือการสูญเสียในรูปของ SKIN EFFECT คือเมื่อความถี่สูงขึ้น กระแสจะไหลน้อยในบริเวณจุดศูนย์กลางของสาย กระแสส่วนใหญ่จะไหลบริเวณผิวของตัวนำ
ตัวอย่าง SKIN EFFECT เปรียบเทียบระหว่างความถี่กับความลึกผึว (skin depth) จะเห็นได้ว่า ยิ่งความถี่สูงขึ้น ความลึกจะลดลง เมื่อกระแสไหลเฉพาะผิวของตัวนำ จะทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น สายนำสัญญาณที่ใช้งานในความถี่สูง ๆ จึงมักนิยมเคลือบเงินที่ผิวเพื่อลดความต้านทาน เพราะเงินมีความนำไฟฟ้าที่ดีกว่าทองแดง
เสริมอีกนิดครับ
จากตาราง เป็นการทดลองวัดความลึกผิวที่ ความถี่ 10GHz ของตัวนำต่างชนิดกัน หน่วยเป็น micrometers จะเห็นได้ว่า เงิน มีความลึกผิวมากที่สุด หมายถึงความต้านทานน้อยที่สุด ส่วน Aluminum จะมีความต้านทานมากที่สุด
2. การสูญเสียในเรื่องของ ฉนวน Dielectric Losses
3. การสูญเสียเนื่องจากการแพร่คลื่นและการเหนี่ยวนำ (Radiation and Induction Losses)
เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของกระแส ซึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าขึ้นรอบตัวนำ (fields surrounding the conductors) พลังงานที่แพร่ออกไปนี้ บางส่วนจะสูญเสียเนื่องจากการประจุและการเหนียวนำ วัตถุแวดล้อมใกล้เคียงกับสายนำสัญญาณ การสูญเสียดังกล่าวจะมีน้อยลงเมื่อเราต่อโหลดที่ match และมีสายชีลด์ มิให้มีการแพร่กระจายคลื่นออกมาข้างนอก
รูปแสดงการวัดค่าการสูญเสียในสายนำสัญญาณ
บทความ
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น