عرض مصدر خط نقل

في [[هندسة الكهرباء|الهندسة الكهربائية]] '''خط النقل''' {{إنج|Transmission Line}} هو الخط الذي يستخدم لنقل القدرة الكهربية لمسافات بعيدة بجهود عالية، قيمة هذا الجهد تتناسب حسب كمية القدرة، وطول خط النقل. وتمتاز خطوط النقل على خطوط التوزيع، بجهدها العالي، وقدرتها (الكمية المنقولة) الكبيرة.
[[ملف:Transmission line animation.gif|يسار|تصغير|300px|رسم توضيحي لمسار موجة في خط نقل من دون فاقد. اللون الأحمر يمثل الضغط العالي واللون الأزرق الضغط (الكهربائي) المنخفض ، والنقط السوداء تمثل [[إلكترون]]ات. ينته خط النقل عند [[توفيق المعاوقة|معاوقة توفيقية]] إلى اليمين تمتص الموجة بالكامل .]]

== مقدمة ==

في حالات [[تيار مستمر|التيار المستمر]] أو [[تيار متردد|التيار المتردد]] منخفض التردد يمكن وصف سلوك التيار في الموصل على أساس [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|مقاومته الكهربائية]] المعتمدة على طوله، ومساحة مقطعة و [[موصلية (توضيح)|موصليته]]. ولكن عندما يصبح [[طول الموجة|طول موجة]] الإشارات مقاربة لطول الموصل أو يكون تردد الإشارات عاليا فلا تكفي تلك الطريقة البسيطة لوصف انتقال الإشارات . تنتشر الإشارات فيما على الموصل من [[مكثف (توضيح)|مكثفات]] و[[ملف (توضيح)|ملفات]] بسرعة تقارب [[سرعة الضوء]] . لإغذا كانت مقاييس النظام الكهربائي كبيرة جدا، يصبح من اللازم اتخاذ زمن سير الإشارات في الحسبان وتعالجها معالجة [[موجة|الموجات]]. ويلزم لتلك الأنظمة استخدام رياضيات خاصة .<ref name="Jackman">{{استشهاد بكتاب|الأخير=Jackman|الأول=Shawn M.|مؤلف2=Matt Swartz|مؤلف3=Marcus Burton|مؤلف4=Thomas W. Head|عنوان=CWDP Certified Wireless Design Professional Official Study Guide: Exam PW0-250|ناشر=John Wiley & Sons|سنة=2011|مكان=|صفحات=Ch. 7|مسار=https://books.google.com/books?id=AQ8WJGshLBEC&pg=PT300&lpg=PT300&dq=%22what+is+a+transmission+line?%22+%22A+cable's+nature|doi=|المعرف=|isbn=1118041615| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200414135057/https://books.google.com/books?id=AQ8WJGshLBEC&pg=PT300&lpg=PT300&dq=%22what+is+a+transmission+line?%22+%22A+cable's+nature | تاريخ أرشيف = 14 أبريل 2020 }}</ref>

وعل سبيل المثال لجهد متردد قدره 1 [[جيجاهرتز]] في الفراغ تبلغ [[طول الموجة|طول موجته]] نحو 30 [[سنتيمتر]] . وتلعب الظاهرة الموجية دورا أساسيا في أنظمة الحواسيب الحديثة . ونظرا إلى الترددات العالية لانتقال الإشارات فتمثل الإشارات بنبضات قصير جدا وتنتقل على تلك الصورة.

في طرق الحساب القديمة للموصلية فكانت طول الموصل لا يزيد عن نصف طول موجة الإشارة وكانت المقاومة صغيرة بحيث يمكن أخذ تلعب المجالات العرضية للموجات الكهرومغناطيسية فقط في الجسبان . فإذا كانت مقاييس الموصل كبيرة فيلزم استخدام [[معادلات ماكسويل]] لحل تلك المسائل. وهنا نطبق معادلات ماكسويل لوصف عمل أجهزة تقنية الترددات العالية، وعمل أجهزة [[دليل موجة|قيادة الموجة]] وعمل [[هوائي|الهوائيات]].

== معادلات الموصل ==
[[ملف:Leitungsbelag.svg|تصغير|يسار|300px|zentriert|دائر كهربائية تمثل موصل ذو سلكين .]]
يبين الشكل جزء من موصل خطي ذو سلكين نعتبر له عنصر الطول d''x '' ، وفيه:<ref>Ernst Weber and Frederik Nebeker, ''The Evolution of Electrical Engineering'', IEEE Press, Piscataway, New Jersey USA, 1994 ISBN 0-7803-1066-7</ref>

: [[ملف (توضيح)|ملف]] ''L′'' و [[مكثف (توضيح)|مكثف]] ''C′'',
: [[مقاومة (توضيح)|مقاومة]] ''R′''
:تفريعة ''G′''.

ينتج من حساب الجهد الأولي
''( u(x,t '' والتيار الأولي ''( i(x,t '' , والجهد '' (u(x+dx,t '' والتيار '' (i(x+dx,t '' عند النهاية لهذا العنصر من الموصل باستخدام [[قانونا كيرشوف|قانوني كيرشوف]] ، تنتج المعادلتين التفاضليتين للموصل (تفاصيل الحساب تجدها في [[معادلات التلغراف]]):

:<math>\frac{\partial u(x,t)}{\partial x} = -R'\cdot i(x,t) - L'\cdot\frac{\partial i(x,t)}{\partial t}</math>
:<math>\frac{\partial i(x,t)}{\partial x} = -G'\cdot u(x,t) - C'\cdot\frac{\partial u(x,t)}{\partial t}</math>

من مهام نظرية التوصيل حل معادلات أمثال هذا النظام من البيانات المبدئية لمختلف التطبيقات العملية التقنية للموصل وتعيين سلوك الجهد (x,t)'' والتيار '' (i(x,t '' في الموصل عند المسافة ''x'' وعند النقطة الزمنية ''t''.

== حالة إشارات جيبية ==

في كثير من تطبيقات تقنية [[تيار متردد|التيار المتردد]] وتقنية الاتصالات يكفي اعتبار تغير الجهد وتغير التيار على أنه تغير جيبي توافقي . وباعتبار ان قفل الدائرة وفتحها قد انتهي فتصبح الدائرة في حالة ساكنة ومستقرة، بمعنى أن يسري فيها إشارات جيبية (ساكنة) فقط. حينئذ يمكن تطبيق حسابات التيار المتردد المركبة، ونظرا لعدم أخذ التغير الزمني للغشارات في الاعتبار فتتبسط معادلات الموصل إلى نظام معادلات تفاضلية عادية تعطي وصفا [[سعة (موجة)|لمطال]] الجهد '' ( U(x '' ومطال التيار ( I(x واعتمادهما على المسافة ''x''.

:<math>\frac{\mathrm{d}U(x)}{\mathrm{d}x} = -(R' + j\omega L')\cdot I(x)</math>
:<math>\frac{\mathrm{d}I(x)}{\mathrm{d}x} = -(G' + j\omega C')\cdot U(x)</math>

وتسمى تلك المعادلات في الكتب «المعادلات المركبة للموصل».

== اقرأ أيضا ==
* [[كبل اتصالات بحري]]
* [[خط جهد عالي]]
* [[كبل الجهد العالي]]
* [[كبل كهربائي|كابل قوى]]
* [[كبل|كابل (أحبال سلكية)]]
* [[تيار الجهد العالي المستمر]]
* [[كبل محوري]] (نقل . الإشارات)
* [[جهد بين الرجلين]]

== مراجع ==

{{مراجع}}
{{تصنيف كومنز}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|اتصال عن بعد}}

[[تصنيف:أجهزة اتصالات]]
[[تصنيف:كهرباء]]
[[تصنيف:هندسة الاتصالات]]