BerandaSainsFisikaElektromagnetika - Gelombang Terpandu - Bagian 4

Elektromagnetika – Gelombang Terpandu – Bagian 4

Tentukan parameter saluran transmisi $R, L, C,$ dan $G$ untuk sebuah saluran transmisi dua kawat dalam medium polietilen pada frekuensi $f = 800 \text{ MHz}$. Asumsikan konduktor tembaga memiliki radius $0.50$ mm dan faktor lesapan $0.80$ cm. Gunakan $\epsilon_r = 2.26$ dan $\sigma/(\omega e’) = 4.0 \times 10^{-4}$.

Pada saluran dua kawat, kita memiliki dua konduktor paralel yang tertanam dalam material dielektrik.

Geometri dan Logaritma

Karena $d = 8 \text{ mm}$ dan $a = 0,5 \text{ mm}$, maka perbandingan $d/2a = 8 \text{ mm} / 1 \text{ mm} = 8$.

Karena $d \gg a$, kita bisa menggunakan pendekatan:

$$\ln\left(\frac{d}{a}\right) \text{ atau } \cosh^{-1}\left(\frac{d}{2a}\right)$$

Untuk akurasi maksimal

$$\cosh^{-1}(d/2a) \text{ atau } \ln[d/2a + \sqrt{(d/2a)^2 – 1}]$$

$$\ln[8 + \sqrt{8^3 – 1}] = \ln[8 + \sqrt{64 – 1}]$$

$$\ln[8 + \sqrt{63}] = \ln[8 + 7.937]$$

$$\ln[15.937] \approx 2.768$$

Kita hitung kedalaman kulit

$$\delta = \frac{1}{\sqrt{\pi f \mu_0 \sigma_c}}$$

Catatan: nilai konduktansi tembaga adalah sekitar $5,8 \times 10^7 \text{ S/m}$

$$\delta = \frac{1}{\sqrt{3.14 \cdot 8 \times 10^8 \cdot 12.56 \times 10^{-7} 5.8 \times 10^{7}}}$$

$$\delta = \frac{1}{\sqrt{18.299 \times 10^{-10}}}$$

$$\delta = \frac{1}{4.277 \times 10^{-5}}$$

$$\delta = 2.338 \times 10^{-6}$$

$$\mathbf{\delta = 2.338 \ \mu\text{m}}$$

Kita hitung resistansi permukaan

$$R_s = \frac{1}{\sigma_{Al} \delta_{Al}}$$

$$R_S = \frac{1}{5.8 \times 10^7 \cdot 2.338 \times 10^{-6}}$$

$$R_s = \frac{1}{1.356 \times 10^2}$$

$$R_s = 7.374 \times 10^{-3}$$

$$\mathbf{R_s = 7.374 \text{ m}\Omega}$$

(a) Perhitungan Resistansi

Kita hitung nilai resistansi

$$R = \frac{R_s}{\pi a} \times 2$$

$$R = \frac{7.374 \times 10^{-3}}{3.14 \cdot 0.5 \times 10^{-3}} \times 2$$

$$R = \frac{7.374 \times 10^{-3}}{1.57 \times 10^{-3}} \times 2$$

$$R = 4.696 \times 2$$

$$\mathbf{R = 9.392 \ \Omega/\text{m}}$$

(b) Perhitungan Induktansi

Kita hitung nilai induktansi

$$L = \frac{\mu_0 \mu_r}{\pi} \cosh^{-1}\left(\frac{d}{2a}\right)$$

$$L = \frac{4\pi \times 10^{-7} \cdot 1}{\pi} \cdot 2.768$$

$$L = 4 \times 10^{-7} 2.768$$

$$L = 11.072 \times 10^{-7}$$

$$\mathbf{L = 1.107 \ \mu\text{H/m}}$$

(c) Perhitungan Kapsitansi

Kita hitung nilai kapasitansi

$$C = \frac{\pi \epsilon_0 \epsilon_r}{\cosh^{-1}(d/2a)}$$

$$C = \frac{3.14 \cdot 8.854 \times 10^{-12} \cdot 2.26}{2.768}$$

$$C = \frac{6.283 \times 10^{-11}}{2.768}$$

$$C = 2.269 \times 10^{-11}$$

$$\mathbf{C = 22.69 \text{ pF/m}}$$

(d) Perhitungan Konduktansi

Kita hitung nilai konduktansi

$$G = \omega C (\tan \delta) \text{ atau } G = 2 \pi f C (\tan \delta)$$

Catatan: $(\tan \delta)$ adalah faktor lesapan atau $\sigma/(\omega e’)$

$$G = 2 \cdot 3.14 \cdot 8 \times 10^8 2.269 \times 10^{-11} (4 \times 10^{-4})$$

$$G = 4.559 \times 10^{-5}$$

$$\mathbf{G = 45.59 \ \mu\text{S/m}}$$

Artikel Terkait

Tinggalkan komentar

Silakan masukkan komentar anda!
Silakan masukkan nama Anda di sini

Artikel Terbaru

Artikel Populer