Вторинні параметри кола

При поширенні електромагнітної енергії по довгій кабельній лінії напруга між провідниками й струм у провідниках не залишаються постійними, а змінюються за абсолютним значенням і по фазі. Відношення між струмом і напругою в будь-якій точці кола й струмом і напругою на початку кола залежать від двох параметрів - хвильового опору Z_B і коефіцієнта розповсюдження , які звуться вторинних параметрів кола. Вони є основними показниками, що характеризують електричні властивості кола.

Тому що вторинні параметри є цілком функціями первинних параметрів, то, отже, вони залежать від тих же причин, що й первинні параметри, а саме від розмірів і матеріалу провідників, типу ізоляції, температури й частоти струму.

Хвильовий опір визначається відношенням напруги до струму в будь-якій точці кола й виражається через первинні параметри по формулі:

Одиниця розмірності - Ом. (1.7)

Активний опір R виражене в Ом/км, індуктивність L - у Г/км, ємність С -у Ф/км і провідність G - у См/км.

У загальному вигляді хвильовий опір є комплексною величиною. Для всіх однорідних ланцюгів R/L > G/C, тому кут хвильового опору негативний.

При RL і GЗ, тобто для частот понад 5  10 кГц, хвильовий опір визначається по наступній спрощеній формулі:

(1.8)

Хвильовий опір кола залежить в основному від первинних параметрів L і С. Робоча ємність кола С для заданої конструкції пари (діаметр провідників, відстань між ними й тип ізоляції) є постійною величиною, а індуктивність кола L залежить від частоти.

Коефіцієнт поширення  характеризує зміна потужності електромагнітної хвилі при поширенні її по лінії й зміну фази напруги й струми уздовж лінії. Коефіцієнт поширення є комплексною величиною, причому дійсна складова α визначає загасання, тобто зменшення напруги й струму на одиницю довжини кола, а уявна складова  характеризує величину зміни фази напруги й струму на одиницю довжини лінії.

Коефіцієнт поширення через первинні параметри виражається формулою:

(1.9)

де  виражається в Нп/км (1Нп = 8,69дБ) і  - у рад/км.

Звичайно коефіцієнт поширення  визначають на 1км кола. Загасання кола на 1км (α) називають коефіцієнтом загасання, а зсув фази на 1км () - коефіцієнтом фази.

Коефіцієнти загасання й фази залежать від частоти й від температури. Для діапазону високих частот коефіцієнт загасання , дБ/км, визначається по наступній спрощеній формулі:

(1.10)

Коефіцієнт загасання _t, дБ/км, залежить від температури:

(1.11)

де _t - коефіцієнт загасання при температурі t °C; ₂₀ - коефіцієнт загасання при температурі 20C; _а - температурний коефіцієнт загасання.

Температурний коефіцієнт загасання _а характеризує зміна згасання при зміні температури на 1°С і залежить від частоти струму. У діапазоні частот приблизно до 10 кГц він зростає, а потім зменшується й прямує до величини _R/2 (_R - температурний коефіцієнт опору при постійному струмі).

Коефіцієнт фази  рад/км, визначається по формулі:

(1.12)

Коефіцієнт фази  залежить від первинних параметрів L і C прямопропорційний частоті f.

Швидкість поширення v, км/с, електромагнітних хвиль уздовж кола визначається формулою:

(1.13)

Швидкість поширення електромагнітної хвилі залежить від первинних параметрів L, С и частоти струму. Зі збільшенням частоти швидкість збільшується й в межі (при нескінченно великій частоті) прагне до величини , де c = 300000 км/с швидкість світла; _е - еквівалентна величина діелектричної проникності ізоляції. При _е=1,30 (кордельно-полістирольна ізоляція) км/с, а при _е=2 (суцільна поліетиленова ізоляція) км/с.

Довжина хвилі λ, м – відстань між ближніми точками кола, в яких фази напруженості або струму в любий момент часу відрізняється на 2π, знаходиться за формулою

де ƒ- частота струму, Гц.