Лабораторочки / 2 / 2лаба
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ТОР
отчЁт
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Техническая электродинамика»
Тема: Т-ВОЛНЫ В ДЛИННЫХ ЛИНИЯХ
Студенты гр. фыв |
|
фыв |
|
|
фыв |
Преподаватель |
|
фыв |
Санкт-Петербург
фыв
Цель работы:
Изучение свойств Т-волн, а также волн напряжения и тока в длинной линии, измерение коэффициентов отражения от различных нагрузок, длинной линии.
Экспериментальные результаты:
|
|
|
|
3,5 |
3,57 |
7,94 |
12,25 |
3,7 |
3,65 |
7,76 |
11,84 |
3,9 |
3,69 |
7,64 |
11,49 |
Таблица 1 — Короткозамыкающая заглушка на конце ИЛ.
|
|
|
|
|
1,84 |
6,12 |
3,88 |
0,95 |
25,46 |
Таблица
2 — Открытый конец волновода.
|
|
|
|
|
1,31 |
5,6 |
9,92 |
0,39 |
18,25 |
Таблица 3 — Плунжер. .
|
1,35 |
2,28 |
3,1 |
3,85 |
4,6 |
5,38 |
6,29 |
|
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
56 |
|
7,1 |
7,68 |
8,55 |
9,34 |
10,3 |
11,2 |
11,9 |
|
64 |
72 |
80 |
88 |
96 |
104 |
112 |
Таблица 4 — Координаты минимумов на плунжере с интервалов 8мм.
Рисунок 1 – Схема лабораторной установки
Обработка результатов эксперимента:
Определение трех условных концов в зависимости от частоты (данные таблицы №1):
По данным из таблицы №1 был построен график зависимости положения условных концов линии в зависимости от частоты.
|
Рисунок 2 — График зависимости положения условных концов линии от частоты |
Определение длинны волны экспериментально (данные таблица №2):
С помощью данных из таблицы 2 был произведен расчет экспериментальной длины волны в волноводе:
Посчитаем волновое число:
Определение модуля и фазы коэффициента отражения на конце разомкнутой линии (данные таблица №2):
Расчёт
КCВ
для разомкнутой линии:
Расчёт модуля коэффициента отражения разомкнутой линии:
Расчёт
фазы коэффициента отражения от разомкнутой
линии (
):
Исследование зависимости фазы коэффициента отражения на входе плунжера от положения его короткозамыкателя (данные таблица №3):
Расчёт фазы коэффициента отражения на входе плунжера, при нулевом положении отсчета на шкале плунжера (l = 8 мм):
Аналогично рассчитывается фаза коэффициента отражения на входе плунжера для различных положений его короткозамыкателя. Данные сведены в таблицу №5.
|
1,35 |
2,28 |
3,1 |
3,85 |
4,6 |
5,38 |
6,29 |
|
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
48 |
56 |
|
177,48 |
99,25 |
30,28 |
-32,8 |
-95,89 |
-161,5 |
121,96 |
|
7,1 |
7,68 |
8,55 |
9,34 |
10,3 |
11,2 |
11,9 |
|
64 |
72 |
80 |
88 |
96 |
104 |
112 |
|
53,83 |
5,05 |
-68,13 |
-134,58 |
144,67 |
68,97 |
10,09 |
Таблица 5 — Значения фазы коэффициента отражения на входе плунжера для различных положений его короткозамыкателя.
На основании данных из таблицы №5 был построен график зависимости фазы коэффициента отражения на входе плунжера для от положения его короткозамыкателя.
|
Рисунок 3 — Эскиз взаимного расположения условных концов и координаты минимума для плунжера |
5. Распределение нормированного напряжения вдоль измерительной линии.
ξ, см |
√U, В |
U, В2 |
ξ- ξн1 |
Теор. |
Эксп. |
3,6 |
1,00 |
1 |
0 |
0,27 |
0,11 |
4 |
2,68 |
7,2 |
0,4 |
0,11 |
0,29 |
4,5 |
7,21 |
52 |
0,9 |
0,45 |
0,79 |
5 |
8,25 |
68 |
1,4 |
0,76 |
0,90 |
5,67 |
9,17 |
84 |
2,07 |
0,98 |
1,00 |
6,3 |
8,49 |
72 |
2,7 |
0,95 |
0,93 |
6,9 |
6,48 |
42 |
3,3 |
0,69 |
0,71 |
7,5 |
2,98 |
8,9 |
3,9 |
0,29 |
0,33 |
8,01 |
0,95 |
0,9 |
4,41 |
0,16 |
0,10 |
8,6 |
6,48 |
42 |
5 |
0,57 |
0,71 |
9 |
8,25 |
68 |
5,4 |
0,80 |
0,90 |
9,5 |
8,49 |
72 |
5,9 |
0,97 |
0,93 |
9,95 |
8,94 |
80 |
6,35 |
0,99 |
0,98 |
10,2 |
8,60 |
74 |
6,6 |
0,95 |
0,94 |
11 |
7,42 |
55 |
7,4 |
0,59 |
0,81 |
11,9 |
2,00 |
4 |
8,3 |
0,14 |
0,22 |
12,15 |
0,89 |
0,8 |
8,55 |
0,31 |
0,10 |
Таблица
6 — Измеренные значения напряжения
вдоль измерительной линии.
Рисунок 4 — Распределение амплитуды напряжения вдоль измерительной линии.
Совпадение формы и положения экстремумов теоретической и экспериментальной кривых подтверждает, что в линии действительно формируется стоячая волна, возникающая при наложении падающей и отражённой волн.
Вывод: в ходе проделанной работы нами были проведены следующие исследования и измерения: установили расположение трёх соседних минимальных значений линии при различных частотах генератора, экспериментально подтвердили теоретическое утверждение, что с ростом частоты уменьшается длина волны; кроме того был вычислен КСВ = 5,18 и значение коэффициента отражения на конце разомкнутой линии – 0,68; также мы нашли зависимость фазы коэффициента отражения от отсчёта по шкале плунжера. Было выполнено сравнение экспериментальной и расчётной зависимостей распределения напряжения вдоль линии. Оба графика имеют одинаковый характер: максимумы и минимумы напряжения повторяются с периодом, равным половине длины волны.