Учебник Каллер

Рассматриваемая схема каноническая . Она содержит минимально возможное число элементов используемого типа. Имеется четкая одно­ значная связь между схемой и соответствующей ей функцией передачи.

При переходе от функции к схеме и наоборот никакие вычисления не

требуются .

При изучении канонических схем двухполюсников было установле­ но, что разные канонические схемы получают различными преобразова­

:иями исходной рациональной дроби Z (р). Точно так же, преобразуя k2 (р), можно получить другие эквивалентные канонические схемы пере­

дающих цепей. Положим для простоты аз = 1 (этого можно достичь,

уменьшив все коэффициенты в а з раз). Перепишем выражение (2. 133) в в виде

Глава 3

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

(ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛИНИИ)

3.1. ПАРАМЕТРЫ И УРАВНЕНИЯ ОДНОРОДНОЙ УЕДИНЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Электрические линии на железнодорожном транспорте . 8 телем еха­

н и к е и с в я з и на железнодорожном т р а н с порте по с р а вн е н и ю с другими отра сл я м и н а р одного х оз я й ства ш и р ок о и с п ол ьзуют элект р и ч ес к и е л и ­ н и и самых р а зл и ч н ы х констр у к ц и й , которые р а ботают в услови я х вза и м н ы х вл и я н и й со стороны электротяги и л и н и й электропереда ч и . Т а к , н а п р имер , на у ч а стке с электрической тягой н а переменном токе вдол ь железнодор ожного п олотна р ас положены контактные п р овода и питающие и х высок овол ьтные л и н и и ; р ел ьсовые цеп и , по которым п р о­ ходит тяговый ток и к оторые и с п ол ьзуют также для целей железнодо­ р ожной телемеха н и к и (а втоблок и р о вки и а втоматической локомотив­ ной с и г н а л и за ци и ) ; высоковольтная л и н и я а втобло к и р о в к и ; кабели

связи ; ради оволновод, обеспечивающий радиос в я з ь с электровоза м и , и

др . Поэтому п роцессам , п р оисходя щ и м в электр и чес к и х л и н и я х , удел я ­

ют особое в н и м а н и е , п р и чем рассматр и вают п р оцессы в уеди ненной и во

взаи мосвяза н н ы х л и н и я х .

тер но ИЗМ2нение тока в к а ждой точке цепи вследствие н а л и ч и я полной

пр оводимости , р а с п р еделенной по ее дл и н е . Этим электр и чес к и е л и н ии ,

ивляющиеся цеп я м и с р а с п р еделен н ы м и п а р а м ет р а м и , от л ичаются от

цепей , р а ссматр и ва в ш и х с я ранее , ветви котор ы х п р едполага.тшсь це п я ­

м и с сосредоточ е н н ы м и п а р аметра м и .

Электри ческие цепи с сосредоточен ными и распределенными па­

раметрами. Во многих I1рактичес к и х зада ч а х , с в я за н н ы х с р асчетом

злектр и чес к и х I lепей , ток в котор ы х обы ч н о и м еет м а лые частоты , и с ­ точни ком энер г и и я вл я ется ОДИ II о п р еделен н ы й элемент цен и , а п о от­

ношени ю к l I асс я вным элементам можно с достаточной ТОЧIIОСТЬЮ допус­

эле ктри ческое и МЩ'н итное поля р а зделены п р остранственно ( п ер вое

относ итеЛI,НОЙ малости l 1 а разитных l J а раметров элементов цеп и и ем­

Источник u (t), поставляющий энергию в цепь , и р асходующий ее

пассивный элемент могут быть рассмотрены как элементы, входящие вIIIIIсоставХ данной цепи , или как внешние по отношению к ней . В простей­

случа ях резистор считают элементом цеп и , а источник "- внеш­

ним по отношению к ней . Цепь, схема которой при ведена на рис. 3. 1 , а ,

состоит из двух двухполюсников1, С. : активного источника э.д.с. и (t) и пассивного, содержащего г, и Источник э.д.с. u (t) отражает связь рассматриваемой цепи с внешней средой , посредством которой энер­ гия из внешней среды поступает в цепь , а элемент с сопротивлением г отражает связь, посредством которой энергия из цепи уходит во внеш­

нюю среду в виде тепла , механического движени я и т. д.

При БОЛ ЫI IОЙ длине соединительных проводов , т. е. передаче элект­ рической энергии , особенно высокочастотной , по лини и , длина которой соизмерима с длиной волны электромагнитного колебани я , нельзя не учитывать сопротивление, индуктивносТl, и емкость, распределенные по

всей ее длине. Электри ческое и магнитное поля в этом случае распреде­

лены вдоль линии И пространственно совмещены. Такую линию назы­

вают э л е к т р И Ч е с к () й ц е п ь ю С р а с п р е Д е л е н н ы­

м и п а р а м е т р а м и .

Для щ'пи с расп ределенными lIараметрами характерны неодинако­

вые токи в различных ее точках вследствие наличия токов смещения

между отдел ьными частями цепи (а часто и токов проводимости из-за

J I4

а)

г): »ffl'{;€'W!К :

Рис, З.З

проводной линии завернуть вокруг цилиндрического проводника. по­

лучается коаксиал ьный кабель (рис . 3.3, в). Сплющив последний и от­

бросив несущественные для процесса удаленные короткие стенк и , при­

дем к полосковой линии (рис. 3.3, г). Совершенно очевидно. что рассмот­

ренные деформации границ пространства не могут существен но влиять на фи зическую природу электромагнитных процессов. Во всех случая х они остаются процессами распространения электромагнитных полей вдоль металлических границ. Поэтому рассмотрен ие процесса в какой­ либо одной из линий при водит К выводам , справедливым в основном и для всех других .

В простых случаях (например , для двух-, однопроводных И коакси­ альных линий) , когда распределение магнитного и электри ческого по­ лей известно, первичные параметры можно вычислить с достаточной

для практики точностью. В более сложных случаях, например , для рельсовых цепей . когда проводники-рельсы имеют сложное поперечное сечение, первичные параметры находят измерением . Проводимость

изоляции для всех типов линий устанавливают опытным путем.

ясняется выделением энергии в виде тепла вследствие активного сопро­

странения волны . Километрический коэффициент затухания показыва­

ется натуральным логарифмом модуля отношени я напряжений в нача­