Hat Empedansı (Karakteristik Empedans)

PDF formatında indir

Makalenin Orijinal Dili : Almanca

Çeviriyi Yapan : Mete ÇAKIR

Kaynak : http://brix.de/elektrik/leitungsimpedanz.html

                    

Pek çok kişi hat empedansı örneğin 50 ohm denildiğinde bir hattın empedansı uzunluğu ile orantılıdır diye düşünerek şaşkınlık duyarlar. Bir de hattın reaktansı sistem frekansı ile orantılı diye düşündüklerinde acaba haksız sayılabilirler mi? İşte cevabı:

Tüm iletkenler ister eşeksenli yani koaksiyel olsun ister simetrik birim uzunluk başına bir miktar kapasitans (bu değeri c/l olarak isimlendiriyoruz )değerine sahip olup bu iletkenlerde bir sinyalin yayılma hızı belli bir büyüklükte olmaktadır (bu hızı v olarak isimlendiriyoruz).

Yüksüz bir  iletim hattının iletken kısmı ile ekran kısmı arasına U gerilimi uygularsak bu U geriliminin yükselen cephesi  iletken boyunca ilerleyecektir.Her bir t süresi içerisinde iletkenin l=v.t kadar uzunlukta bir parçası U gerilimi ile yüklenecektir. İletkenin bu uzunluğunun kapasitans değeri C= C/l*v*t  büyüklüğünde olup yüklenmesi için C/l*v*t*U  büyüklüğünde bir yüke gerek duyacaktır.   Böylelikle C/l*v*U büyüklüğünde bir birim yükü  (birim  zamanda) iletkene aktarmış oluruz.

Dikkat edilirse en son bulduğumuz birim yük aslında bizim bu hattımınızın ucunu U geriliminde tutmamızı sağlayan akım değeridir  ve bu akım U gerilim değeri ile orantılıdır.Bu orantı değeri yukarıdan anlaşılacağı üzere C/l*v büyüklüğünde olup, tam olarak bir empedans değerine karşılık gelir. Bu empedans değeri hattın karakteristik empedansı olarak adlandılır ve örneğin yukarıda belirtildiği gibi 50 ohm dediğimizde bu değer hattın karakteristik empedansı ya da hat empedansı olarak adlandılır.

Konu bütünlüğün dışına çıkmamak için şunu da belirtmek gerekir ki, bu hattın ucu açık bırakılırsa, akım artık akamayacağından bu durumu bir sinyal dalgasının yansımasına yol açacak  ve aynı hızla bu iletken boyunu ters yönde kat edecektir. Bu iletkenin bir ucu kısa devre edildiğinde, gerilim artamayacağından yine yansıma olayı gerçekleşecektir. Bu iki aşırı uç durumun arasında  hat empedansı değerinde bir empedans hattın ucuna yerleştirildiğinde bu uca ulaşan sinyalin yansımasını engelleyecek mahiyette olup bu dirence  bu kullanım durumunda sonlandırıcı direnç adı verilmektedir.