Федеральное агентство связи
ордена Трудового Красного Знамени
Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский технический университет связи и информатики
Кафедра «Теории электрических цепей»
Практическая работа №2
Выполнила:
студентка группы БСТ1904
Пантелеева К.А.
Вариант 15
Проверил:
доц. Микиртичан А.Г.
Москва 2020
Оглавление
1 Цель работы 3
2 Предварительный расчет 3
3 Машинный расчет 6
1 Цель работы
Исследовать распределение напряжений вдоль однородной длинной линии передачи без потерь при различных значениях сопротивлений нагрузки с помощью программы Micro-Cap.
2 Предварительный расчет
1 Длина линии без потерь равна l=1600 м, погонная ёмкость С0=115 пФ/м, погонная индуктивность L0=215 нГн/м. Рассчитать:
· волновое сопротивление Zв;
· фазовую скорость Vф;
· время запаздывания tз;
· частоту генератора f, при которой на линии укладывается одна длина волны, период колебаний генератора T;
· параметры линии при различных нагрузках (НАГРУЗКИ как в описании работы №19: Х.Х., К.З., СОГЛАСОВАННАЯ)
Так как дана линия без потерь, то R0≈0 и G0≈0. В этом случае коэффициент распространения равен:
γ=√Z0Y0=√(R0+ jωL0 )(G0+ jωC0 )= jω√L0C0=α+ jβ, где
α=0 дБ/м−¿ коэффициент ослабления и β = ω √L0C0 рад/м−¿ коэффициент фазы,
Z0−¿погонное комплексное сопротивление; Y0−¿погонная комплексная проводимость
Тогда
Фазовая
скорость:
Время
запаздывания:
Частота
генератора f, при которой на линии
укладывается одна длина волны:
Период
колебаний генератора:
По предварительному расчету |
Получено экспериментально |
||||||||
l, м |
|
|
|
|
|
f, МГц |
T, мкс |
, мкс |
|
1600 |
215 |
115 |
1,367 |
157,24 |
10,175 |
0,0983 |
10,175 |
10,175 |
|
,
мкГн/м
,
пФ/м
,
Ом
,
м/с
,
мкс
2 Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений
напряжения
вдоль линии для режима холостого хода
(ХХ) Rн=∞. При этом U2=1В, l=160
м, y
[0;
l]. Так же рассчитаем коэффициент бегущей
волны (КБВ) и коэффициент отражения p.
В общем случае для линии без потерь комплексные значения напряжения и тока на расстоянии y от конца линии определяются из системы:
Тогда для
режима холостого хода:
КБВ =
В режиме холостого хода КБВ=0.
В режиме холостого хода p=1.
3 Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений
напряжения вдоль линии для режима короткого замыкания (КЗ) RH=0. При этом I2=1 A, l = 160м, y [0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения p.
Для режима
короткого замыкания
,
КБВ=0, p=1.
4 Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений
напряжения вдоль линии для режима согласованной нагрузки (СН) Rн=ZВ. При этом U2 =1В, l = 160м, y [0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения p. Для режима согласованной нагрузки:
U(y)=U2, КБВ=1, p=0.
5 Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режима несогласованной нагрузки (НН) Rн=2ZВ. При этом U2 =1В, l = 160м, y [0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения p.
Для режима
несогласованной нагрузки:
Если Rн=2ZВ,
то
;
КБВ=
;
p=
.
По предварительному расчету |
||||
y, м |
|U( y )|, В(ХХ) |
|U ( y )|,В (КЗ) |
|U ( y )|,В(СН) |
|U ( y )|,В(НН) |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10 |
0,924 |
19,134 |
1 |
0,943 |
20 |
0,707 |
35,355 |
1 |
0,791 |
30 |
0,383 |
46,194 |
1 |
0,6 |
40 |
0 |
50 |
1 |
0,5 |
50 |
0,383 |
46,194 |
1 |
0,6 |
60 |
0,707 |
35,355 |
1 |
0,791 |
70 |
0,924 |
19,134 |
1 |
0,943 |
80 |
1 |
0 |
1 |
1 |
90 |
0,924 |
19,134 |
1 |
0,943 |
100 |
0,707 |
35,355 |
1 |
0,791 |
110 |
0,383 |
46,194 |
1 |
0,6 |
120 |
0 |
50 |
1 |
0,5 |
130 |
0,383 |
46,194 |
1 |
0,6 |
140 |
0,707 |
35,355 |
1 |
0,791 |
150 |
0,924 |
19,134 |
1 |
0,943 |
160 |
1 |
0 |
1 |
1 |
режим |
По предварительному расчету |
|
КБВ |
p |
|
ХХ |
0 |
1 |
КЗ |
0 |
1 |
СН |
1 |
0 |
НН |
0,5 |
1/3 |