4.2.2. Рівняня однорідної лінії. Види ліній

Напруга і струм в лінії є функціями двох незалежних змінних: просторової координати х, що визначає місце спостереження і часу t, що визначає момент спостереження. Просторово-часовий розподіл величин струму в лінії і напруги між провідниками визначаються телеграфними рівняннями:

, (4.35)

. (4.36)

Лінії, фізична довжина яких співрозмірна з довжиною хвилі, називають довгими лініями.

Сигнали, що передаються по лініям зв’язку є сукупністю багатьох різних частот: дискретних – в випадку періодичних несинусоїдних сигналів і з неперервним спектром – в випадку неперіодичних сигналів.

Неспотвореною передачею сигналу є така передача, при якій форма сигналу на початку і в кінці лінії однакові, тобто всі ординати кривої напруги і струму в кінці лінії прямо пропорційні відповідним ординатам а початку лінії. Таке явище має місце в тому випадку, коли затухання лінії на всіх частотах однакове.

Різне затухання на різних частотах створює амплітудні спотворення, а різна швидкість хвиль на різних частотах – фазові спотворення.

Лінія, по якій сигнали розповсюджуються зі збереженням їх форми називається лінією без спотворень. Лінія без спотворень одночасно є лінією з мінімальним затуханням.

Відношення миттєвих значень напруги і струму в кожній точці такої лінії:

, (4.37)

звідки

. (4.38)

Отже на кожній ділянці лінії без спотворень енергія магнітного поля в кожний момент часу дорівнює енергії електричного поля.

В повітряних лініях індуктивний опір значно перевищує активний опір, а ємнісна провідність перевищує активну провідність. Зі зростанням частоти різниця міх вказаними величинами стає дедалі значнішою. Тому доцільно розглядати лінію, для якої нехтують активними опором і провідністю порівняно з відповідними реактивними складовими – лінію без втрат. В такій лінії затухання відсутнє.

Резистивними називають одновимірні лінії з розподіленими параметрами, в яких відсутні процеси запасу енергії в електричному чи магнітному полі.

Неоднорідними лініями називають одновимірні лінії з розподіленими параметрами, погонні параметри яких змінюють вздовж кола за певними законами. Якщо погонні параметри лінії визначаються експоненціальними законами, такі лінії називають експоненціальними. Експоненціальна лінія без втрат може створювати затримку і трансформування сигналів без їх спотворення.

Питання для самоперевірки знань

1. Коло з зосередженими та коло з розподіленими параметрами

2. Однорідна двох провідна лінія

3. Параметри однорідної двох провідної лінії

4. Телеграфні рівняння

5. Довгі лінії

6. Неспотворена передача сигналу

7. Амплітудні спотворення

8. Фазові спотворення

9. Лінії без спотворень

10. Лінії без втрат

11. Резистивні лінії

12. Неоднорідні лінії

13. Експоненціальні лінії

Теми рефератів

1. Лінії, як узгоджуючі трансформатори

Питання для самостійного опрацювання

1. Періодичний режим в однорідній лінії

2. Стоячі хвилі

3. Потужність в лінії без втрат

4. Лінія в резонансному колі

РОЗДІЛ 5 ЕЛЕКТРОННІ ПРИЛАДИ ТА ПРИСТРОЇ