分布定数回路による説明
伝搬速度や電流値を計算するには、分布定数回路モデルがある。すなわち信号線とリターン線の間にはキャパシタンスがあり、線自身には自己インダクタンスがあるので、単位長さあたりにL,Cが連続的に分布していると考える。
図から
であるので、電圧と電流の方程式は次のようになる。
電流を消去して電圧だけの式にすると
この形は波動方程式なので、解は
となる。(これが解であることは代入してみればすぐわかるが、これを求めることは簡単ではない(→補足 - 伝送線路方程式の一般解)
つまり任意の波形はそのまま速度uで移動していく。
電圧から電流の波形も計算できて、
と同じ形になる。ここで電流と電圧の比を決めているのが特性インピーダンスである。
結局、線路のL,Cのおかげで伝搬速度と電流値が無限大にならずにすむ