3Параметры реальной линии связи

3.1Километрическое сопротивление реальной линии

Определим сопротивление линии на постоянном токе.

, (3.1)

где  – удельная проводимость;

– длина проводника (м);

S – сечение проводника (м²).

; (3.2)

. (3.3)

На переменном токе сопротивление существенно больше, чем на постоянном.

Рассмотрим таблицу 1 для некоторых металлов. В таблице данные для t=20⁰C и i=const.

Таблица 1

Материал	, Ом/м 10-6	’, температурный коэффициент	R0, при  = Ом/км
			1 мм	4 мм
Сталь обыкновенная	0,138	0,0045	352	22,0
Сталь медистая	0,146	0,0045	372	23,3
Медь мягкая	0,01754	0,0039	44,9	2,8
Медь твердая	0,01785	0,0039	45,6	2,84
Алюминий	0,0292	0,0037		4,66
Биметалл		0,0041		4,0

Если температура отлична от 20⁰C, то учитывается температурный коэффициент:

. (3.4)

Сопротивление круглых проводов для переменного тока определяется по формуле:

. (3.5)

значение выражения [1+F(x)] смотрят по таблице или графику. Оно учитывает поверхностный эффект.

Данная формула справедлива только для ВЛС.

. (3.6)

Данная формула справедлива для КЛС.

, (3.7)

где x – оценивает степень поверхностного эффекта, т.е. определяет глубину проникновения в него электромагнитной волны;

f – рабочая частота, Гц;

 – относительная диэлектрическая проницаемость.

3.2Поверхностный эффект

Существует понятие коэффициента распределения волны в металле:

(3.8)

где  – абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м;

 – частота, рад/с.

Коэффициент k оценивает степень проникновения волны в металл.

Чем больше k, тем сильнее затухает волна в металле, и тем менее глубоко проникает в него. Проводимость может существовать только в той части проводника, которая пронизывается электромагнитным полем.

При слабом поверхностном эффекте плотность тока больше у поверхности, и меньше в части его сечения. При сильном – ток течет в поверхностном слое.

Слабый поверхностный эффект	Сильный поверхностный эффект

Рисунок 3.1

Пусть через проводник протекает ток. Выберем на нем контур k. Контур k пронизывает Н и наводит на нем ЭДС. На k в свою очередь возникают микроконтура.

Наводится ЭДС. По внешней стороне идет ток, создаваемый ЭДС, он совпадает с внешним направление тока, а во внутренних слоях он противоположен.

Рисунок 3.2

Проявление поверхностного эффекта зависит от материала. Сильно проявляется в стали, слабо в алюминии и меди. Вытеснение тока из внутренних слоев проводника на его поверхность при увеличении частоты называется поверхностным эффектом.

Расчет величины тока производится с учетом основных уравнений Максвелла.

Введем понятие глубины проникновения тока  – расстояние от поверхности проводника вглубь, когда плотность jI уменьшается в е раз.

Е = 2,718  2,72 (3.9)

Если плотность тока на поверхности на расстоянии х, мы имеем плотность тока:

j₁=j₀ e^-1  0,368 j₀ (3.10)

Если х=2, то j₂=j₀ e^-2  0,135 j₀.

Если х=3, то j₃=j₀ e^-3  0,05 j₀.

Для меди  = .

Для алюминия  = .

Для стали  = .

Для латуни  = .