Дәріс 3. Бағыттаушы жүйе негізіндегі кабельдер

Қарастырылатын сұрақтар:

1 Электрлік кабельдер. Элетрлік байланыс кабельдерінің анықтамасы

2 Байланыс кабелінің классификациясы

3 Кабельдың негізгі құрылымдық элементтері

4 Оптикалық кабельдер. Классификациясы

5 Оптикалық кабельдер. Ерекшеліктері

Кабель – бір құрылымға қосылған, құрамында бағыттаушы жүйесі бар электротехникалық жабдық. Кабель электр энергиясын және сигналдарды қашықтыққа жеткізу үшін пайдаланылады. Кабель жалпы металдық қабықша мен қорғаныс жабыннан тұрады. Әр сымның жұбы электрлік тізбекті құрайды. Қазіргі таңдағы кабельдер белгілері бойынша бөлінеді (сурет 3.1). Сонымен қатар, кабельдер изоляция түрі, шиыршық әдісі, қабықша материалы, құрышты жабыны бойынша бөлінеді. Симметриялы кабель электрлік және конструктивті белгілері бірдей симметриялы жұптан тұрады. Коаксиалды кабель конструктивтілігі бойынша әр түрлі бір немесе бірнеше коаксиалды жұптан тұрады.

Кабельдың негізгі конструктивті элементтеріне: изоляцияланған өткізгіштіктер, коаксиалды жұп, қорғаныс қабықшалары, шиыршық жабын жатады.

Байланыс кабелінің өткізгіштігі төменгі электрлік кедергісі, жеткілікті майысқақтық, механикалық қаттылығы болуы керек. Олар алюминий немесе мыстан жасалады.

Өткізгіштіктердің изоляциясы электрлік кедергісі, электрік төзімділігі жоғары болуы керек. Тәжірибеде идеалды диэлектрик ауа болып табыылады, оның , , .

Сурет 3.1 – Байланыс кабелінің классификациясы

Оптикалық кабельдер. Оптикалық кабельдің бағыттаушы жүйесі (ОК) является волоконды жарық өткізгіш (ВЖ).

ОК конструктивті элементтері: волоконды-оптикалы модуль (ВОМ); толтыру элементтері; қорғаныс жабыны; броналы жабын; дистанционды қуат көзі.

Дәріс 4. Бағыттаушы жүйенің электродинамикасы.

Қарастырылатын сұрақтар:

1 Электромагниттік энергияның бағыттаушы жүйесінің таралуы

2 Максвелл теңдеуін бағыттаушы жүйеде қолдану

3 Умова-Пойтинг теоремасы.

4 Бағыттаушы жүйе арқылы тарату режимдері

5 ББЖ толқын түрлерімен класстары

6 Бірыңғай жолдар теңдеулері

7 Таратудың біріншілік және екіншілік параметрлері

Жалпы қалпы. Электродинамиканың әдісі тарату, сәулелену, кез келген бағыттаушы жүйедегі жұту және кез келген жиілік диапазонын табу есептерін шығаруға мүмкіндік береді.

БЖ анализдеу ортаның параметрлері көлем бойынша орташаланады. Орта келесі қасиеттерге ие:

- изотроптық,

- сызықтық, . ;

- бірқалыптық.

Максвелл теңдеуі электродинамиканың негізгі заңдары: толық ток заңы мен электромагниттік индукция заңдарын жалпылайды. (4.1) пен (4.2) теңдеулері интегралды және дифференциалды түрде жазылады:

; (4.1)

;

; (4.2)

.

Электромагниттік өрістің таралуы 4.1 суретте анық көрсетілген.

Сурет 4.1- Электромагниттік өрістің таралуы

Электромагнитті өріс үшін энергетикалы қатынасы. Электромагнитті өрістің энергия балансын қарастырайық. Көлемде энергия жинағы электрлік және магнитті энергияның қосындысымен табылады:

(4.3)

мұндағы бірінші бөлгіш – электрлік өрісінің энергиясы, ал екіншісі – магниттік өрісінің энергиясы. Тербеліс контуры үшін:

Максвелл теңдеуін қолдана отырып, мына теңдеуді алуға болады:

(4.4)

мұндағы, ds – элемент беті, шектеулі көлем V.

Бұл теңдеу Умова-Пойтинга теоремасы болып табылады. Пойнтинг векторы деп аталады.

Т – ТЕМ-толқын ( ); Е – электрлік немесе магниттік-көлдеңен ТМ-толқын ( ); Н – магниттік немесе электрлік-көлдеңен ТЕ-толқын ( ); ЕН және НЕ – гибридті толқын

Сурет. 4.2 – Бағыттаушы жүйедегі толқын түрі