МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ТРР
ЗВІТ
по лабораторній роботі №6
Дослідження довгої лінії
Мета роботи:
Вивчення розподілу амплітуд напруги вздовж довгої лінії при різних режимах роботи.
Теоретичні відомості
Із теорії електромагнітного поля відомо, що електромагнітні коли вання поширюються у всякій електричній системі з скінченною швидкістю. Тому миттєве значення струму в реальному колі з скінченними розмірами принципово не може бути всюди однаковим в даний момент часу. Лише на достатньо низьких частотах, коли довжина хвилі значно більша від геометричної довжини кола, можна не враховувати довжини кола і вважати параметри кола зосередженими в певних перерізах кола. Такі кола називають колами (мережами) із зосередженими параметрами. Поряд з цим в радіо техніці широко застосовуються кола, геометричні розміри яких є співмірними з довжиною хвилі, і які мають розподілені по довжині ємність, індуктивність та втрати. Такі кола називають колами з розподіленими па раметрами. Аналіз таких кіл необхідно вивчати на основі теорії електромаг нітного поля, однак в деяких випадках з метою аналізу використовують теорію електричних кіл.
Прикладом кіл а розподіленими параметрами можуть бути різні типи лі ній передачі електромагнітних хвиль (двопровідні лінії, коаксіальні кабелі хвилеводи), антенні пристрої і т. п. Довільну ділянку довгої лінії дов жиною dx можна представити у вигляді еквівалентної схеми (рис. 1.), яка cкладається із зосереджених нескінченно малих елементів dL, dC, dR, dG
Тут dL - результуюча індуктивність верхнього та нижнього провідників нескінченно малої ділянки довгої лінії , dС, dR, dG - відповідно ємність, опір втрат, провідність середовище на ділянці dX. Еквівалентна схема лі нії cкінченної довжини містить нескінченну множину аналогічних ланок, з’єд наних послідовно.
Розглянемо три можливі режими роботи безвтратної лінії
а) РЕЖИМ БІЖУЧОЇ ХВИЛІ настає, коли тобто коли лінія узгоджена з навантаженням.
Амплітуди напруги і струму вздовж лінії не змінюються і рівні амплітудам напруги і струму відповідно в навантаженні.
В узгодженій лінії без втрат існує тільки пряма хвиля з постійною амплітудою. В кожному перерізі лінії фази напруги і струму вбігаються (оскільки вхідний опір чисто активний).
б) РЕЖИМ СТОЯЧОЇ ХВИЛІ наступає в трьох випадках:
1. Лінія розімкнута на кінці().
В розімкнутій лінії утворюються стоячі хвилі напруги і струму, причому є перерізи вадовж лінії, де амплітуди максимальні (пучностіj і мі німальні (вузли).
В кінці лінії утворюється пучність напруги і вузол струму. В будь-який момент часу напруга або струм у вузлах рівні нулю. Однак у всіх перері зах лінії напруга та струм змінюються за гармонічнім законом і зсув фаз між ними рівний 90° (тобто вихідний опір лінії реактивний).
2. Лінія коротко замкнута на кінці.
На кінці лінії утворюється вузол напруги та пучність струму. Вхідний опір короткозамкнутої лінії чисто реактивний.
3. Навантаження - чисто реактивний опір. В кінці лінії немає ні вузла, ні пучності напруги та струму. Причина в тому, що напруга (струм) відбитої хвилі зсунута по фазі відносно напруги падаючої хвилі на деякий кут , що лежить між 0 та (. Вхідний опір лінії чисто реактивний.
в) РЕЖИМ ЗМІШАНИХ ХВИЛЬ
Розподіл амплітуд напруги і струму в режимі змінених хвиль є про міжним між режимом холостого ходу та короткого замикання.
Вхідний опір лінії в загальному випадку має як активну, так і реактивну окладові.
Результати роботи
Лінія розімкнута на кінці
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
U
2,9
2,7
2,4
2,1
1,6
1
0,3
0,1
0.7
1,3
1,8
2,2
2,5
2,7
2,8
Лінія замкнута
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
U
1,2
2,3
3,3
4,2
4,9
5,4
5,8
5,8
5,6
5,2
4,6
3,8
2,8
1,8
0,6
Висновок:
Виконавши лабораторну роботу я вивчив розподіл амплітуд напруги вздовж довгої лінії при різних режимах роботи
