Подготовка к работе

1. По первичным параметрам линии 0,24 мГн/км, 0,1 мкФ/км. Рассчитать волновое сопротивление линии без потерь , фазовую скорость и коэффициент фазы .

2. Для линии без потерь длиной определить длину волны λ=1,6 и частоту f .

Замечание. Выбор подобного соотношения l и λ в данной работе обусловлен исключительно соображениями наглядности результатов моделирования.

3. Для низкочастотного фильтра (рис.3) определить коэффициент фазы В при и и частоте, рассчитанной в п.2. Сравнить численное значение В и β (без учета размерности). Определить длину линии, эквивалентной одному звену цепной схемы и длину линии, эквивалентной цепочке из 10 одинаковых звеньев.

4. При согласованной нагрузке построить на миллиметровке распределение действующего значения напряжения вдоль линии, эквивалентной цепочке из 10 звеньев. По оси ординат отложить отношение напряжения в точке, соответствующей номеру звена n к напряжению в конце линии U[n]/U[0]. На оси абсцисс отметить и пронумеровать точки соединения звеньев n.

5. На графике п.4 построить распределение начальной фазы (аргумента) напряжения φ[n] вдоль линии, считая, что напряжение в конце цепочки имеет нулевую начальную фазу.

6. Построить на другом графике (выполняя требования п.4 и п.5) распределения вдоль линии действующего значения и начальной фазы напряжения в режиме холостого хода.

7. Определить входное сопротивление низкочастотного фильтра (рис. 3) при и и частоте, рассчитанной в п.2, при Z_н =∞. Рассчитать С_H конденсатора, реактивное сопротивление которого равно входному сопротивлению участка разомкнутой линии, эквивалентной одному звену цепочки.

8. Построить (выполняя требования п.5 и п.6) на графике п.7 распределения действующего значения напряжения и начальной фазы напряжения при емкостной нагрузке линии.

Замечание. Обратить внимание, что при соответствующем изменении масштаба по оси абсцисс этот график получается из графика, построенного для режима холостого хода (п. 6), смещением на длину отрезка линии, который эквивалентен одному звену цепочки.

Вопросы для допуска студентов к работе и её защиты

1. Какая линия называется длинной?

2. Какова связь между первичными и вторичными параметрами длинной линии.

3. Напишите и объясните уравнения длинной линии с гиперболическими функциями в произвольном режиме. Получите из них распределения U(x) и I(x).

4. Каковы распределения U(x) и I(x)в согласованном режиме? Нарисуйте годограф U(x).

5. Почему длинную линию моделируют цепочечной схемой из большого числа звеньев, а не одним четырехполюсником?

6. Нарисуйте векторную диаграмму токов и напряжений в одном звене цепочечной схемы в согласованном режиме.

7. Нарисуйте векторную диаграмму комплексных действующих значений U_пр2, U_обр2, I_пр2, I_обр2, U₂ и I₂ при

а) согласованном режиме;

б) в режиме короткого замыкания;

в) в режиме холостого хода;

г) при произвольной нагрузке.

8. Объясните, почему при переходе через узел фаза напряжения (тока) скачком меняется на 180⁰?