Предварительный расчет
1. Длина линии без потерь равна l=160 м, погонная ёмкость пФ/м, погонная индуктивность мкГн/м. Рассчитаем волновое сопротивление (), фазовую скорость (), время запаздывания (), частоту генератора f, при которой на линии укладывается одна длина волны, период колебаний генератора T.
Так как дана линия без потерь, то и . В этом случае коэффициент распространения равен:
, где
=0 и =
Тогда .
Фазовая скорость:
Время запаздывания:
Частота генератора f, при которой на линии укладывается одна длина волны:
Период колебаний генератора:
По полученным данным заполняем табл.1
Таблица 1
По предварительному расчёту |
Получено экспериментально |
||||||||
l, м |
, мкГн/м |
, пФ/м |
, Ом |
, м/с |
, мкс |
f, МГц |
T, мкс |
, мкс |
|
160 |
0,25 |
100 |
50 |
0,8 |
1,25 |
0,8 |
|
||
400 |
0,25 |
100 |
50 |
2 |
0,5 |
2 |
|
2.Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режима холостого хода (ХХ) .
При этом = 1В, l = 160 м, y[0; l]. Так же рассчитаем коэффициент бегущей волны (КБВ) и коэффициент отражения .
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:
В режиме холостого хода КБВ=0
В режиме холостого хода =1
3. Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режима короткого замыкания (КЗ) . При этом А, l = 160м, y[0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения .
Для режима короткого замыкания: , КБВ=0, =1
4. Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режима согласованной нагрузки (СН) . При этом =1В, l = 160м, y[0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения . Для режима согласованной нагрузки: , КБВ=1, =0.
5. Рассчитаем и построим кривые распределения действующих значений напряжения вдоль линии для режима несогласованной нагрузки (НН) . При этом =1В, l = 160м, y[0; l]. Так же рассчитаем КБВ и коэффициент отражения .
Для режима несогласованной нагрузки:
Если , то ;КБВ = =0,5; =
На рисунках 2 и 3 представлены распределения напряжений в длинной линии при различных режимах.
Рис.2
Рис.3
По полученным данным заполняем табл.2 и табл.3
Таблица 2
По предварительному расчёту |
||||
y, м |
,В (XX) |
,В (КЗ) |
,В (СН) |
,В (НН) |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10 |
0,924 |
0.383 |
1 |
0,943 |
20 |
0,707 |
0.707 |
1 |
0,791 |
30 |
0,383 |
0.924 |
1 |
0,6 |
40 |
0 |
1 |
1 |
0,5 |
50 |
0,383 |
0.924 |
1 |
0,6 |
60 |
0,707 |
0.707 |
1 |
0,791 |
70 |
0,924 |
0.383 |
1 |
0,943 |
80 |
1 |
0 |
1 |
1 |
90 |
0,924 |
0.383 |
1 |
0,943 |
100 |
0,707 |
0.707 |
1 |
0,791 |
110 |
0,383 |
0.924 |
1 |
0,6 |
120 |
0 |
1 |
1 |
0,5 |
130 |
0,383 |
0.924 |
1 |
0,6 |
140 |
0,707 |
0.707 |
1 |
0,791 |
150 |
0,924 |
0.383 |
1 |
0,943 |
160 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Таблица 3
Режим |
По предварительному расчёту |
|
КБВ |
|
|
ХХ |
0 |
1 |
КЗ |
0 |
1 |
СН |
1 |
0 |
НН |
0,5 |