ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.05.2025
Просмотров: 760
Скачиваний: 1
12.
Расчет распределенной системы в частотной области.
Рассмотрим установившийся режим в линии при синусоидальных токах и напряжениях.
p j
Z0 r0 jL0
Y0 g0 jC0
j , |
||||||||||||||||||||||||
r0 |
j L0 g0 j C0 |
|||||||||||||||||||||||
Z0 Y0 |
где - постоянная фазы (коэффициент), |
|||||||||||||||||||||||
- постоянная затухания (коэффициент). |
||||||||||||||||||||||||
В общем случае: |
||||||||||||||||||||||||
- зависят от частоты. |
||||||||||||||||||||||||
Z |
Z0 |
r0 j L0 |
- волновое сопротивление линии. |
|||||||||||||||||||||
В |
Y0 |
g0 j C0 |
||||||||||||||||||||||
A p A j A |
||||||||||||||||||||||||
U x, p U j U x |
||||||||||||||||||||||||
I x, p I j I x |
||||||||||||||||||||||||
x A1 |
e |
x |
A2 |
e |
x |
(7а) |
||||||||||||||||||
U |
||||||||||||||||||||||||
A |
A |
- решение телеграфных уравнений в комплексной форме. |
||||||||||||||||||||||
I x |
1 |
e x |
2 |
e x |
(7б) |
|||||||||||||||||||
ZВ |
ZВ |
|||||||||||||||||||||||
y ch y U2 ZВ sh y I2 |
||||||||||||||||||||||||
U |
||||||||||||||||||||||||
sh |
y |
- распределение напряжения и тока вдоль линии в |
||||||||||||||||||||||
I y |
U2 |
ch y |
I2 |
|||||||||||||||||||||
ZВ |
||||||||||||||||||||||||
гиперболических функциях.
Входное сопротивление линии.
U |
1 |
ch l U2 ZВ sh l I2 |
I2 |
ch l Z |
Н ZВ sh l |
ch l |
|||||||||||||||||||
Z |
|||||||||||||||||||||||||
вх.л |
I |
sh l |
U2 ch l I2 |
ZН |
sh l ch l |
||||||||||||||||||||
1 |
ZВ |
||||||||||||||||||||||||
Z |
В |
||||||||||||||||||||||||
ch l |
ZН ZВ th l |
||||||||||||||||||||||||
ZВ |
. |
||||||||||||||||||||||||
Z |
В |
Z |
Н |
th l |
|||||||||||||||||||||
j |
|||||||||||||||||||||||||
ZВ |
- вторичные параметры длинной линии. |
||||||||||||||||||||||||
(8a) |
|||||||||||||||||||||||||
U y U2 cos y j ZВ I2 sin y |
|||||||||||||||||||||||||
sin |
y |
Распределения напряжения и тока вдоль линии в |
|||||||||||||||||||||||
y |
j |
U2 I2 cos y |
|||||||||||||||||||||||
I |
(8б) |
||||||||||||||||||||||||
Z |
|||||||||||||||||||||||||
В |
|||||||||||||||||||||||||
тригонометрических функциях
Коэффициент отражения в линии без потерь.
n |
Uобр 0 |
B |
U |
2 |
Z |
в |
I |
2 |
Z |
I |
|||||||||||||||||||||||
2 |
, U |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Uпр 0 |
2 |
н |
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||
B1 |
U2 Zв I2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
n |
zн zв |
, |
n n |
||||||||||||||||||||||||||||||
z |
н |
z |
в |
||||||||||||||||||||||||||||||
rн jxн zв |
rн zв 2 xн2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
n |
, |
Z |
L0 |
, |
n |
n |
1 |
n 1 . |
|||||||||||||||||||||||||
rн jxн zв |
в |
r z |
2 x2 |
||||||||||||||||||||||||||||||
C0 |
в |
||||||||||||||||||||||||||||||||
н |
н |
||||||||||||||||||||||||||||||||
0 2
По коэффициенту отражения n удобно рассчитывать распределение U y и I y вдоль линии.
Действительную ось выбирают таким образом, чтобы угол между векторами Uпр 0 и Uобр 0
делился этой осью пополам.
Далее эти векторы вращаются с одинаковой скоростью y , но в разные стороны. Таким образом определяется положение максимумов и минимумов вдоль линии.
Zвх l |
U |
U |
l |
8 |
U2 cos l j ZВ I2 sin l |
I |
2 cos l |
Z |
Н j ZВ |
tg l |
|||||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||||||||||
I |
l |
U |
Z |
||||||||||||||||||||||||
I |
j |
2 |
sin l I2 cos l |
1 j |
Н |
tg l |
|||||||||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||||||||||
Z |
|||||||||||||||||||||||||||
ZВ |
В |
||||||||||||||||||||||||||
ZВ |
ZН j ZВ tg l |
||||||||||||||||||||||||||
. |
|||||||||||||||||||||||||||
Z |
В |
j Z |
Н |
tg l |
|||||||||||||||||||||||
Zвх y ZВ |
ZН j ZВ tg y |
- сосредоточенный параметр, которым можно заменить любой |
|||||||||||||||||||||||||
Z |
В |
j Z |
Н |
tg y |
|||||||||||||||||||||||
отрезок длинной линии вместе с нагрузкой так, чтобы в остальной части длинной линии распределения напряжения и тока не изменились.
13.
1). Линия, короткозамкнутая на конце.
n |
z |
н |
z |
в |
z |
в |
1 1 180 |
U |
обр 0 |
|||
z |
н |
z |
в |
z |
U |
пр |
0 |
|||||
в |
||||||||||||
2 |
|||||||
Zвх |
j Zв |
tg l j Zв |
tg |
l |
j xвх |
||
Распределение Zвх y будет выглядеть следующим образом:
0 y
4
xвх 0
Zвх j L jxL
y
4 2
xвх 0
Zвх j 1C jxC
То есть сопротивление вдоль линии меняет свой характер.
При длине линии кратной вблизи этой точки Z 0 короткозамкнутая линия ведет себя как
2 |
вх |
последовательный LC контур (режим резонанса напряжений), а при длине линии кратной |
|
4
Zвх и линия ведет себя как параллельный LC контур (режим резонанса токов).
Рассмотрим распределения
(8a)
(8б)
U y |
|||
j ZВ I2 sin y |
|||
I y I |
2 cos y |
стоячая волна. |
|
U |
пр y B1 e |
j y |
||||||
U y B e j y |
||||||||
обр |
2 |
|||||||
U y Uпр y Uобр y |
||||||||
U y,t ZВ I2 |
sin y sin t |
|||||||
2 |
||||||||
U y,t Um sin t sin y - уравнение стоячей волны
2). Линия, разомкнутая на конце.
ZН
n zн zв 1 zн zв