V. Вопросы по уирс
1. Расчет первичных параметров кабельной цепи по конструктивным параметрам.
2. Расчет частотной зависимости волновых параметров кабельной цепи по паспортным данным на кабель и сопоставление расчетных и экспериментальных данных.
3. Экспериментальное исследование частотной зависимости первичных и волновых параметров цепи от расстояния между проводниками, образующими цепь.
4. Исследование частотной зависимости первичных и волновых параметров кабельной цепи с биметаллическими жилами.
5. Расчет конструкции кабеля по заданным волновым параметрам.
VI. Отчет по работе
1. Краткое содержание работы.
2. Схема измерений, список приборов и их марки.
3. Результаты измерений и расчетов.
4. Графики частотных зависимостей первичных и волновых параметров.
5. Выводы по работе с пояснением характера полученных кривых.
Приложение I
МОСТ ПОЛНЫХ ПРОВОДИМОСТЕЙ МПП-300
Основные технические данные
и назначение прибора
Предназначается для измерения полных проводимостей (сопротивлений) воздушных и кабельных линий связи и аппаратуры в диапазоне частот 0,2 - 300 кГц. Позволяет измерять объекты симметричные и несимметричные относительно земли. Этим мостом можно измерять модуль полного сопротивления от 10 до 10000 Ом, а угол от +90 до - 90 градусов с погрешностью не превышающей +- 2% по модулю и +- 5% по углу.
Принцип действия
Полная принципиальная схема моста имеется на крышке прибора МПП-300, упрощенная - приведена на рисунке I.
Рис. I
Она представляет собой дифференциальный мост, балансные плечи которого составлены из двух трехобмоточных дифференциальных трансформаторов Тр1 и Тр2. В образцовое плечо включена эталонная проводимость G и емкость С. Их значения можно изменять в процессе настройки моста.
В конструкции моста эталонная проводимость G выполнена в виде шестидекадного магазина с ценами делений: 100мСм; 10мСм; 1мСм; 0,1мСм; 0,01 мСм и 0,001 мСм.
Эталонная емкость состоит из трехдекадного магазина с ценами делений 0,1 мкф; 0,01 мкф; 0,001 мкф и конденсатора переменной емкости 1200 пф.
Измеряемая цепь подключается к точкам
1-2. Процесс измерений сводится к подбору
проводимости эталонного плеча
,
равной входной проводимости измеряемой
цепи
.
Равновесие моста достигается при
подключении одинаковых по модулю и углу
проводимостей
.
В этом случае в индикаторе ток равен
нулю. В мосте предусмотрена коммутация
для измерения сопротивлений емкостного
и индуктивного характера. При измерении
сопротивлений с отрицательным углом
(ручка знака в положении "
")
магазин емкостей подключается параллельно
магазину проводимостей (рис. 2,а); а при
измерении входных сопротивлений с
положительным углом (ручка знака в
положении "
".)
- параллельно измеряемому сопротивлению
(рис. 2,б)
а) б)
Рис. 2 (а, б)
При измерениях по схеме (Рис. 2,а) при равновесии моста справедливо равенство
откуда модуль и угол входного сопротивления могут быть определены по формулам
При измерениях по схеме (рис. 2,б) при равновесии моста имеем
или
Модуль входного сопротивления определяется по формуле (15), а угол по формуле (16), но со знаком плюс.
При практических расчетах знак угла берется в зависимости от положения ручки (" " или " ".), при котором удалось достигнуть равновесия моста.
Модуль входного сопротивления более удобно рассчитывать по формуле
которая получается из (15) с учетом
Для компенсации начальной емкости переменного конденсатора, емкости монтажа схемы, а также компенсации потерь в монтаже схемы предусмотрены переменный конденсатор и потенциометр (ручки "начальное уравновешивание"). При отсутствии компенсации указанные емкости могут внести существенную погрешность в результаты измерений, особенно в высокочастотном спектре, поэтому перед началом измерений необходимо мост уравновесить.
Достоинством МПП-300 является разделение ветвей измеряемого объекта и образцового прибора, что предотвращает возможную погрешность измерения при заземлении какой-либо точки измеряемого объекта.
Приложение II
Определение первичных параметров однородной цепи
по данным измерений Zкз и Zхх
В книге [3] приведен вывод формул,
связывающих величину входного
сопротивления однородной цепи в режимах
ХХ и КЗ с величинами волновых и первичных
параметров цепи. Следует обратить
внимание, что в ней волновое сопротивление
обозначено через
,
километрическое затухание -
километрический
фазовый сдвиг-
.
На практике часто требуется определить путем измерений все первичные параметры цепи. Их легко можно определить на основании измерений холостого хода и короткого замыкания этой цепи. Действительно, выше мы имели
;
.
Если взять произведение этих величин, а затем их отношение, то будем иметь:
Таким образом, для определения всех
первичных параметров цепи необходимо
знать величины
и
.
,
где
Так как
То, обозначая
будем иметь
или
или
Следовательно,
или
Имея в виду, что
Аналогичным путем находим
Определив по формулам величины
и
можно найти
,
а следовательно, и все первичные параметры
однородной цепи
Здесь
и
– углы у выражений
и
.