전기공사기사 진행파 — 파동임피던스와 투과·반사계수

진행파가 선로를 따라 이동할 때 전압과 전류의 비를 파동임피던스라 한다. 무손실 선로에서 파동임피던스는 단위 길이당 인덕턴스 L과 정전용량 C로 Z₀=√(L/C)이고, 파가 진행하는 속도는 v=1/√(LC)다. √(LC)나 L·C는 임피던스 차원이 되지 않으므로 구하는 식이 아니다.

진행파가 파동임피던스가 다른 선로나 케이블의 접속점에 닿으면 일부는 원래 선로로 되돌아가고 일부는 넘어간다. 되돌아가는 파가 반사파, 넘어가는 파가 투과파(굴절파)다.

접속점을 넘어가는 투과파 전압은 입사파 전압에 투과계수를 곱해 구한다. 투과계수는 μ=2Z₂/(Z₁+Z₂)이고 분자의 2를 빠뜨리면 안 된다. 특성 임피던스 200Ω인 송전선로에서 100Ω 케이블로 진행파가 넘어갈 때 투과계수는 2×100/(200+100)=2/3이고, 입사파 전압이 12,000V이면 투과파 전압은 8,000V다.

종단에서 반사되는 정도는 전압 반사계수 ρ=(Z₂−Z₁)/(Z₂+Z₁)로 나타낸다. 파동임피던스 400Ω인 선로 끝에 100Ω 부하가 연결되면 ρ=(100−400)/(100+400)=−0.6이 된다. 부하가 파동임피던스보다 작으면 반사계수는 음수가 되고, 같으면 0(정합), 개방이면 +1, 단락이면 −1이다. 반사계수의 크기는 1을 넘지 않는다.