Меню

Волновое напряжение длинных линий



Бегущая волна в длинной линии

Рассмотрим идеальную (без потерь энергии) бесконечно длинную линию. Если к линии подключен генератор переменной ЭДС (рис. 44), то вдоль линии движется бегущая волна. Она представляет собой распространение электромагнитного поля в од­ном направлении — от генератора к концу линии. Скорость распространения бегущей волны вдоль линии равна

где L1 и С1 – индуктивность и емкость линии на единицу длины (погонные), выраженные в генри и фарадах на метр.

Величины L1 и С1 зависят от конструкции линии. Чем больше поверхность проводов линии и чем меньше расстояние между ними, тем больше погонная емкость C1 и тем меньше погонная индуктивность L1. Обычно L1 имеет порядок единиц микрогенри на метр, a C1 составляет не­сколько пикофарад на метр.

Для линии, между проводами которой изолятором служит воз­дух, произведение L1 C1 всегда имеет значение l /с 2 , где
с = 3 ×10 8 м/с, поэтому u = c. В такой линии при изменении емкости С1, например, с помощью изменения расстояния между проводами ин­дуктивность L1 всегда изменя­ется в обратную сторону, так что произведение L1C1 остается по­стоянным, а следовательно, и ско­рость распространения в любом случае равна с.

При наличии твердой изо­ляции между проводами или изо­ляторов, поддерживающих про­вода, скорость u уменьшается. Действительно, если между про­водами имеется твердый диэлек­трик, то погонная емкость возрастает, но индуктивность не изменится. Поэтому произведе­ние L1 C1 увеличится и скорость распространения u уменьшится.

При распространении бегущей волны вдоль линии в прово­дах возникает колебание электронов, которое передается дальше, захватывая новые, более удаленные участки линии. Вдоль линии распространяются переменный ток и переменное напряжение.

В каждой точке провода ток и напряжение (относительно другого провода или относительно земли) изменяются во вре­мени. Но вместе с тем колебательный процесс передается вдоль линии от одних ее точек к другим.

Бегущую волну, представляющую собой распространение ме­ханических колебаний, можно получить с помощью длинной веревки. Если один конец веревки привязать, а другой встряхнуть, то по ве­ревке «пробежит» волна.

Распространение бегущей волны можно изобразить графиче­ски.

Примем один из проводов за нулевую ось и будем в некотором масштабе отклады­вать под прямым углом к проводу величину напряжения. Тогда бегущую волну для разных моментов времени можно изобразить так, как показано на рис. 44.

Пусть в момент включения напряжение генератора имеет амплитудное значение. Так как в этот момент волна еще не успела распространиться вдоль провода, то никакого напряже­ния и тока в линии еще нет (рис. 44а). Через четверть периода волна распространится на расстояние, равное четверти длины волны, и амплитудное значение напряжения переместится на та­кое же расстояние от генератора. Но в самом начале линии на­пряжение уже равно нулю (рис. 44б), так как к этому моменту времени до нуля уменьшилось напряжение генератора. Еще че­рез четверть периода, т.е. в начале ли­нии, напряжение генератора опять станет наибольшим, но с обратным знаком, а волна пройдет вдоль линии расстояние, равное 0,5 l (рис. 44в). На рис. 44г, д показано распределение напряжения в линии в мо­менты времени
t = 0,75Т и t = T после начала процесса. Кроме того, на рис. 44д штриховыми кривыми изображено распреде­ление напряжения для нескольких следующих моментов.

Рис. 44. Бегущая волна в линии

При таком графическом изображении волны вдоль горизон­тальной оси отложено не время, а расстояние. Каждая сину­соида, показанная на рис. 44, изображает распределение напря­жения вдоль линии для некоторого момента времени. Для сле­дующего момента кривая будет смещена вдоль оси, так как волна распространяется от генератора. Можно показать графи­чески изменение напряжения во времени для какой-либо точки линии. Оно также изображается синусоидой, но вдоль горизон­тальной оси отложено время. Это будет график колебания в дан­ной точке линии, а не график бегущей волны.

В бегущей волне изменения тока и напряжения совпадают по фазе. Если в какой-либо точке линии в данный момент времени напряжение наибольшее, то и ток наибольший, а через четверть периода в этой точке и ток, и напряжение равны нулю. Поэтому кривые (рис. 44) также изображают и распреде­ление тока.

Напряжение связано с электрическим полем, а ток – с маг­нитным. В том месте, где напряжение наибольшее, и элек­трическое поле наиболее сильное, а магнитное поле сильнее всего там, где ток имеет наибольшее значение. Так как у бегу­щей волны ток и напряжение совпадают по фазе, то изменения электрического и магнитного полей также совпадают по фазе.

Для каждой линии отношение амплитуды напряжения бегу­щей волны Um к амплитуде тока бегущей волны Iт или отноше­ние их действующих значений (U, I) называется волновым со­противлением линии Zв и зависит от конструкции линии.

Волновое сопротивление уменьшается при увеличении емкости линии и возрастает при увеличении ее ин­дуктивности. У линий из двух одинаковых параллельных проводов вели­чина Zв обычно составляет сотни ом. При увеличении диаметра проводов и уменьшении расстояния между ними C1 растет, a L1 уменьшается, поэтому Zв также уменьшается.

Так как напряжение и ток в бегущей волне совпадают по фазе, то волновое сопротивление является активным. Мощность бегущей волны также является активной и опреде­ляется формулой

P = IU = I 2 Zв = U 2 / Zв.

Бесконечно длинных линий не существует, поэтому для получения бегущей волны в линии конечной протяженности нужно в конце вклю­чить нагрузку с активным сопротивлением R, равным волновому сопротивлению Zв. Тогда вся мощность бегущей волны поглощается в этой нагрузке и энергия все время безвозвратно уходит от генератора. В этом случае говорят, что линия согла­сована с нагрузкой.

Важную величину представляет собой входное сопротивле­ние линии Zвх для питающего генера­тора. Оно равно отношению напряжения и тока в начале линии. В зависимости от значения Zвх генератор работает в том или ином режиме и отдает в линию большую или меньшую мощ­ность. Для режима бегущей волны входное сопротивление явля­ется активным и равно волновому сопротивлению линии Zвх = Zв.

В каждой линии имеются потери энергии. Поэтому ампли­туды тока и напряжения бегущей волны по мере удаления ее от генератора уменьшаются (волна при распространении вдоль линии затухает).

Существует ряд явлений, вызывающих потери энергии в линии: нагрев провода током, нагрев изоляторов пере­менным электрическим полем, излучение части энергии в про­странство электромагнитными волнами.

В проводниках, расположенных вблизи линии, например в земле, на металлических крышах и т. п., под дей­ствием электромагнитного поля линии индуктируются токи, ко­торые создают расход энергии. В изоляторах возникают токи утечки, а при высоких напряжениях наблюдается стекание элек­трических зарядов в воздух, сопровождающееся свечением (яв­ление «короны»).

У правильно построенных линий в режиме бегущей волны потери энергии незначительны. Ими во многих случаях пренебре­гают. Коэффициент полезного действия (к. п. д.) линии, равный отношению мощности в конце линии к мощности в ее начале, в режиме бегущей волны получается достаточно высоким (около 80 – 95 %) даже при значительной длине линии.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Читайте также:  Переключатель напряжения силового трансформатора

Источник

7.3. Распространение волн в длинной линии

7.3. Распространение волн в длинной линии

Коэффициенты отражения волн. Определим условия, которые характеризуют отражение волны тока и напряжения на конце линии. Для этого введем понятие коэффициентов отражения волн напряжения и тока:

; (7.21)

. (7.22)

Ранее имели, что в общем случае в линии имеется прямая Uпр и отраженная Uотр волны. Если линия с волновым сопротивлением ρ нагружена на сопротивление Zн, то напряжение на нагрузке равно сумме прямой и отраженной волн:

. (7.23)

По аналогии будем иметь для тока:

. (7.24)

Так как ,

то ; ,

откуда (7.25)

После подстановки выражения (7.25) в (7.21) получим:

. (7.26)

Рассуждая аналогичным образом и учитывая выражения (7.22) и (7.24), получим:

. (7.27)

В общем случае коэффициенты отражения напряжения и тока являются комплексными величинами и, как видно из (7.26) и (7.27), они зависят от характера нагрузки (Zн).

Рассмотрим процессы в линии при Zн = ∞ (разомкнутая на конце линия), Zн = 0 (замкнутая на конце линия) и Zн = ρ (согласованная линия).

Распространение волн в разомкнутой на конце линии (режим холостого хода). В этом случае

Zн = ∞ и на основании соотношений (7.26) и (7.27) имеем:

.

Распространение волн напряжения и тока показаны на рис. 7.2. Из рис. 7.2,а видно, что при возбуждении линии в режиме холостого хода от начала линии к ее концу распространяются две волны: волна напряжения (u/2) и волна тока (u/2ρ) со скоростью v. При достижении конца линии в силу того, что Котр(u) = 1, а Котр(i) = -1, волна напряжения отражается в фазе (рис. 7.2,а), а волна тока в противофазе (рис. 7.2,б). Через время, равное 2l/v, в линии установится процесс, который показан на рис. 7.2,в, г.

Рис. 7.2. Распространение волн в разомкнутой на конце линии.

Из рисунков видно, что в режиме холостого хода напряжение по всей длине линии удваивается, а ток становится равным нулю, т.е. образуется стоячая волна напряжения.

Распространение волн в замкнутой на конце линии (режим короткого замыкания). В этом случае и в соответствии с выражениями (7.26) и (7.27) имеем:

.

Рассуждая аналогичным образом, как для , получим графики (рис. 7.3), поясняющие распространение волн тока и напряжения в линии при коротком замыкании.

Из графиков видно, что при после переходного процесса в линии имеет место удвоенная стоячая волна тока (рис. 7.3,г), а волна напряжения равна нулю (рис. 7.3,в).

Рис. 7.3. Распространение волн в замкнутой на конце линии.

Линия согласована с нагрузкой (Zн = Z0). Из соотношений (7.26) и (7.27) видно, что при Zн = Z0 коэффициенты отражения тока и напряжения равны нулю. Это означает, что в линии имеет место только прямая волна, т.е. входной сигнал распространяется от начала линии к ее концу без отражений (рис. 7.4,в, г). Данный режим работы линии называютрежимом бегущей волны.

Рис. 7.4. Распространение волн в согласованной линии.

Распространение волн в несогласованной линии с нагрузкой. Пусть линия включена на реактивное сопротивление, . В данном случае коэффициент отражения напряжения равен:

Модуль коэффициента отражения . Это означает, что при чисто реактивной нагрузке любой величины падающая волна полностью отражается.

Линия включена на активное сопротивление, не равное волновому, и положим, что сопротивление нагрузки больше волнового сопротивления линии, т.е.R > Z0 = ρ . В этом случае падающая волна не вся поглощается нагрузкой, часть ее будет отражена обратно в линию. Это означает, что в линии имеются прямаяUпр и отраженная Uотр волны. Амплитуда прямой волны больше амплитуды отраженной волны. Поэтому часть падающей волны, равная амплитуде отраженной волны, взаимодействуя с ней образует стоячую волну. Оставшаяся часть прямой волны является бегущей. Таким образом, в линии возникаетсмешанная волна. Такой режим работы линии называется режимом смешанных волн.

Стоячие волны в длинной линии. Выясним, как распределяются волны вдоль линии при условии, что в линии распространяется гармоническое колебание и что падающая и отраженная волны равны между собой.

В этом случае суммарная волна будет иметь вид:

(7.28)

Из выражения (7.28) видно, что фаза волны не зависит от длины линии, т.е. в линии имеет место стоячая волна. Видно также, что амплитуда волны (7.28) зависит от длины линии (x).

Найдем максимальное и минимальное значения амплитуды. Из соотношения (7.28) видно, что напряжение принимает максимальные значения при условии, когдаkx = 0, π, 2π, т.е. на участках линии

. (7.29)

Ранее имели, что поэтому (7.29) принимает вид:

Минимальные значения волна будет иметь при условии, когда

kx = π/2; 3π/2; x = λ/4; 3λ/4; … (7.31)

На основании соотношений (7.30) и (7.31) изобразим графики распределения волны вдоль линии, начиная их построение с конца линии (справа налево).

Рис. 7.5. Графики распределения стоячей волны напряжения вдоль линии.

На основании рис. 7.5 можно сделать следующие выводы:

распределение амплитуд волны вдоль линии, показанное на рисунке для различных моментов времени (t1 ÷ t5), зависит от длины линии;

характерными точками волны являются ее максимальные (пучность) и нулевые (узлы) значения;

пучность волн напряжения и тока возникают в точках линии, где фазы прямых (падающих) и отраженных волн совпадают, а узлы – где фазы прямых и отраженных волн противоположны;

пучности и узлы волн напряжений и токов повторяются вдоль линии через отрезки длины линии, кратные четверти длины распространяющейся волны (x = λ/4);

в промежуточных точках между узлами и пучностями амплитуды напряжения и тока принимают промежуточные значения между нулем и удвоенной величиной.

Источник

Волны напряжения и тока длинной линии

«Статический» характер поля в поперечном сечении линии позволяет ввести понятия волн напряжения и тока. В плоскости поперечного сечения линии ( ) интеграл по криволинейному пути от вектора напряженности электрического поля не будет зависеть от пути интегрирования, так как под интегралом стоит градиентная функция. Интеграл равен разности потенциалов (напряжению) между проводниками. Эта разность потенциалов и будет суммой прямой и обратной волн напряжения (рис. 2.2, а):

где – комплексные амплитуды прямой (падающей) и обратной (отраженной) волн напряжения.

Закон Ампера, примененный к току проводника линии, позволяет ввести понятие волн тока. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру L, охватывающему один из проводников (рис. 2.2, б) в поперечном сечении линии ( ), равна току проводника как суммы прямой и обратной волн:

где – комплексные амплитуды тока прямой и обратной волн длинной линии.

Коэффициент пропорциональности между амплитудами бегущих волн напряжения и тока называется волновым сопротивлением линии:

Из формул (2.18)–(2.20) следует:

Здесь – погонная емкость между проводниками линии:

где – орт, перпендикулярный поверхности проводника.

Из (2.21) и (2.22) видно, что зависит от параметров среды и от геометрии поперечного сечения линии.

Понятия волн напряжения, тока и волнового сопротивления позволяют описывать режимы в длинной линии, используя известные теоремы и законы из теории цепей.

Читайте также:  Moeller реле контроля напряжения

2.7. Связь коэффициента отражения с сопротивлением
нагрузки

Так как режимы в линии определяются сопротивлением нагрузки , включенной на конце линии, то удобно волны в линии записать через продольную координату, отсчитываемую от нагрузки в сторону генератора , где – длина линии (см. (1.7)). Тогда из (2.18), (2.19) легко получить:

где – комплексные амплитуды падающих «–» и отраженных «+» волн на конце линии (на нагрузке):

Где – модуль и фаза коэффициента отражения от нагрузки . Используя закон Ома и соотношения (2.25), (2.26), можно определить связь коэффициента отражения и комплексного сопротивления нагрузки

где – комплексные амплитуды напряжения и тока на нагрузке. Из формулы (2.27) легко получить обратную формулу для :

где – нормированное сопротивление нагрузки.

Согласованная линия

Из формулы (2.28) следует условие согласования:

что означает коэффициент отражения от нагрузки при подстановке (2.29) в (2.28) обращается в нуль:

В этом случае Отношение напряжения к току на нагрузке точно соответствует отношению амплитуд напряжения и тока падающей волны. Вся мощность, переносимая падающей волной, поглощается в активном сопротивлении нагрузки Длинная линия согласована с нагрузкой, в ней устанавливается режим бегущей волны. Подстановка (2.30) в (2.23) и (2.24) дает:

Амплитуда напряжения вдоль линии не меняется:

Входное сопротивление линии в любом поперечном сечении с координатой , равное отношению комплексных амплитуд напряжения и тока в данном сечений линии неизменно вдоль линии и равно ее волновому сопротивлению

Несогласованная линия

Если отрезок линии нагружен на конце на двухполюсник с сопротивлением то, в отличие от (2.31), наряду с падающей волной в линии возникает отраженная волна, бегущая от нагрузки к генератору. Распределение напряжения и тока в линии равно в этом случае сумме прямой и обратной волн (2.18), (2.19) напряжений и токов соответственно. Из этих формул легко получить распределения вдоль линии модулей напряжения и тока нормированных к модулю амплитуд падающих волн

Такой режим в линии называется режимом смешанных волн. В линии устанавливается интерференционная картина распределения модулей напряжения и тока (рис. 2.3). В тех сечениях где прямая и обратная

волны складываются в противофазе наблюдается минимум напряжения и максимум тока из (2.32), (2.33) легко получить:

В точках фазы и совпадают и равны нулю. В тех сечениях где прямая и обратная волны складываются в фазе наблюдаются максимумы напряжения и минимумы тока из (2.32), (2.33) легко получить:

В точках фазы и совпадают и равны нулю. Отношение модулей минимального и максимального напряжений (токов) (2.34), (2.35) называется коэффициентом бегущей волны (КБВ), а обратная величина – коэффициентом стоячей волны (КСВ):

Формулы (2.36) и (2.37) являются расчетными. Из формул (2.23), (2.24) легко получить нормированные значения функций напряжения и тока

которые удобно представить в виде векторов на комплексной плоскости с вещественной и мнимой осями (рис. 2.3). Модуль коэффициента отражения не зависит от , поэтому с ростом конец вектора описывает по часовой стрелке окружность радиуса . Легко показать, что длина всей окружности соответствует . В процессе поворота и меняются модули и от до . Значения модулей и представлены в виде интерференционного распределения напряжения и тока вдоль оси линии . На рис. 2.3, согласно формулам (2.38), изображены три состояния векторной диаграммы:

1) при (на нагрузке)

2) при (в точке минимума)

3) при (в точке максимума)

Коэффициент отражения по мощности – это отношение мощности, переносимой отраженной волной , к мощности, переносимой падающей волной

С учетом формул (2.39) и (2.31) мощность, поглощаемая в активном сопротивлении нагрузки определится как

где – нормированные активное и реактивное сопротивления нагрузки. Из (2.40) видно, что при и (согласованная линия) вся мощность падающей волны поглощается в нагрузке: .

Режим стоячей волны

При подключении к концу линии коротко замыкающей перемычки (заглушки) напряжение на конце линии обращается в нуль: Поскольку есть сумма падающей и отраженной волн: напряжения и должны быть равны друг другу по модулю и противоположны по фазе: Таким образом, коэффициент отражения на конце линии

т. е. В линии устанавливается режим стоячей волны с нулем напряжения на конце (рис. 2.4). Стоячей волной называют распределение напряжений, в которых минимумы доходят до нуля. Поскольку нули повторяются через , они, очевидно, совпадают с «условными концами линии». Распределение модуля напряжения и тока в линии находится по формулам:

Используя (2.41), легко найти координаты условных концов:

Условные концы (2.42) можно определить по положениям каретки ИЛ, соответствующим нулевым показаниям прибора (см. рис. 2.4).

Отрезки линий с подвижным короткозамыкателем называются плунжерами (ПЛ) (рис. 2.5). Модуль коэффициента отражения не зависит от и равен единице. Фаза коэффициента отражения на входе плунжера линейно зависит от электрической длины между входом и короткозамыкателем и определяется очевидной формулой:

На рис. 2.6 изображен график изменения фазы от согласно формуле (2.43); период пилообразной зависимости составляет .

Порядок выполнения работы

1. Установите на конце ИЛ короткозамыкатель и определите положение трех соседних условных концов линии в зависимости от частоты. Измерения достаточно провести на 3–4 частотах в пределах диапазона генератора. При изменении частоты не забывайте перестраивать резонатор ИЛ на максимум показаний. Результаты сведите в таблицу. Постройте соответствующий график.

2. Установите (по указанию преподавателя) одну из частот, на которых проводились измерения в п. 1. Выберите пару соседних условных концов, которые будут использоваться в дальнейшем при измерении коэффициента отражения различных нагрузок. Определите длину волны экспериментально.

3. Отсоедините нагрузку от конца ИЛ и экспериментально определите модуль и фазу коэффициента отражения на конце разомкнутой линии по методике из 1.4. Приведите эскиз типа рис. 1.6.

4. Подключите к концу ИЛ плунжер. При сочленении плунжера с ИЛ нужно обеспечить надежный контакт их внутренних проводников в месте стыка и затем закрепить внутренний проводник ПЛ стопорным винтом. Снимите зависимость фазы коэффициента отражения на входе ПЛ от положения его короткозамыкателя.

Установите отсчет по шкале ПЛ, равный нулю. Найдите минимум (узел) в ИЛ между выбранными ранее условными концами. Изобразите соответствующий эскиз (типа рис 1.6). По формуле (1.23) вычислите фазу , приведите ее к интервалу –180. 180° путем выбора знака перед π в формуле (1.22). Далее переместите короткозамыкатель плунжера на расстояние порядка (0,08…0,1)l и найдите новое местоположение минимума в ИЛ. Он должен сместиться к концу ИЛ на расстояние, равное смещению короткозамыкателя. В случае не полного равенства волновых сопротивлений коаксиальных линий ИЛ и ПЛ или наличия небольшой паразитной (технологической) неоднородности в месте соединения коаксиальных линий ПЛ и ИЛ смещение минимума направления будет немного отличаться от соответствующего смещения короткозамыкателя плунжера. Найдите новое значение , при этом знак перед π в формуле (1.23) возьмите прежним.

Читайте также:  Симметричное напряжение что это

В дальнейшем, смещая короткозамыкатель шагами

(0,08…0,1)l, определите для 12–15 положений короткозамыкателя ПЛ. Приводить к интервалу –180. 180° не нужно. Результаты измерений и расчетов сведите в таблицу. Постройте график зависимости от отсчета по шкале ПЛ. На графике отметьте те отсчеты, при которых короткозамыкатель находится на расстоянии целого числа полуволн от его входа (фаза ).

5. К концу ИЛ присоедините КЗ перемычку и установите зонд ИЛ в узле стоячей волны (т. е. в условный конец). Затем к концу ИЛ подключите плунжер и перемещайте короткозамыкатель до тех пор, пока не будут достигнуты нулевые показания прибора ИЛ. Это говорит о том, что на конце ИЛ сформировался узел напряжения, т.е. короткозамыкатель ПЛ находится на расстоянии от его входа. Запишите отсчет по шкале ПЛ.

6. Отключите плунжер от конца ИЛ и замените его КЗ перемычкой. Снимите распределение напряжения в ИЛ с помощью прибора для измерения напряжения.

Измерения начинаются от местоположения максимума напряжения, которое находится между двумя соседними условными концами: Установите каретку в положение, соответствующее отсчету . В этом положении максимума откалибруйте измерительный прибор. Для этого стрелку индикаторного прибора с помощью плавных регулировок поставьте на единицу.

Выберите шаг перемещения каретки вдоль ИЛ округлив его до целого числа миллиметров. Перемещая каретку шагами с помощью потенциометра измеряйте каждый раз отношение Здесь – показания измерительного прибора соответствующие напряжениям . Для откалиброванного прибора Полное перемещение каретки возьмите порядка от одного максимума до другого. Определите КБВ.

Из формулы (2.32), положив в ней можно получить нормированное распределение напряжения в короткозамкнутой линии:

На одном графике постройте экспериментальную и расчетную (по формуле (2.44)) зависимости, совместив их максимальные значения, равные единице. Пример расчета для КБВ = 0,1 представлен на рис. 2.7.

2.12. Контрольные вопросы

1. Какова основная характеристика Т-волн в длинных линиях?

2. Какова связь поверхностного тока в стенках с полем Т-волны?

3. Что такое длина волны и как она связана с волновым числом (фазовой постоянной) в Т-волнах?

4. Какому уравнению удовлетворяется функция скалярного потенциала в поперечном сечении длиной линии?

5. Как выражается электрическое поле в Т-волне через функцию скалярного потенциала?

6. Каково соотношение между электрическим и магнитным полями в Т-волнах?

7. Что такое фазовая скорость и чему она равна?

8. Каковы предпосылки представления тока и напряжения в виде волн?

9. Что такое волновое сопротивление и чему оно равно?

10. Какова связь между коэффициентом отражения и нормированным сопротивления нагрузки и входным сопротивлением линии?

11. Каковы характеристики режима волн в линии при согласованной нагрузки? Каково при этом сопротивления нагрузки?

12. Что означает режим смешенных волн? Каковы характеристики этого режима?

13. Как выразить мощность отраженной через коэффициент отражения?

14. Каковы характеристики режима стоячей волны?

15. Что такое условные концы?

16. Назовите основной классификационный признак Т-волн и перечислите другие характерные особенности этих волн.

17. Изобразите картины силовых линий электрического и магнитного полей в двухпроводной, коаксиальной и симметричной полосковой линиях. Поясните, почему эти картины неодинаковы.

18. Как по известному полю Т-волны в линии рассчитать соответствующие ток и напряжение? Почему понятие «напряжение между проводами линии» имеет для Т-волн однозначный смысл?

19. Приведите выражения для комплексных амплитуд напряжения и тока Т-волн в функции от продольной координаты z (или x). Как изменяются модули и фазы этих комплексных амплитуд вдоль линии? Что такое волновое сопротивление линии? От чего зависит его величина?

20. Что называется согласованной линией? Как распределены напряжение и ток в такой линии в зависимости от продольной координаты? Каково входное сопротивление такой линии? Где поглощается мощность падающей волны?

21. В чем Вы видите причину появления отраженной волны в линии, нагруженной на произвольный двухполюсник? Как записываются распределения комплексных амплитуд напряжения и тока в такой линии?

22. Приведите выражения для распределения модулей напряжения и тока вдоль несогласованной линии. Опираясь на эти выражения, объясните, почему в линии устанавливаются распределения U(x) и I(x) с чередующимися максимумами и минимумами. В каких сечениях линии образуются максимумы и минимумы напряжения? Что такое КБВ и КСВ?

23. Дайте определение коэффициента отражения . Как изменяются вдоль линии его модуль и фаза?

24. Как связаны фаза коэффициента отражения в сечении x и фаза коэффициента отражения на конце линии? Как, зная коэффициент отражения на конце линии, найти его в любом другом сечении?

25. Коэффициент отражения записан в виде . Чему равны его модуль и фаза в сечениях, где наблюдаются максимум и минимум напряжения? Как записывается в этих сечениях сам коэффициент отражения?

26. Как, зная фазу коэффициента отражения на конце линии, рассчитать расстояния между концом линии и любым из минимумов напряжения?

27. Что такое коэффициент отражения по мощности ? Как он связан с коэффициентом отражения ? Какова мощность, поглощаемая нагрузкой, если мощность падающей волны равна 1 Вт, а модуль коэффициента отражения равен 0,2?

28. Как по известному КБВ и расстоянию между минимумом и концом линии найти коэффициент отражения нагрузки?

29. Что такое условные концы линии и как найти их положение экспериментально? Как, зная положения условных концов, найти длину волны в линии.

30. Какова последовательность действий при экспериментальном определении коэффициента отражения от нагрузки? Как обрабатываются результаты эксперимента?

31. Что такое плунжер? Чему равен модуль коэффициента отражения от его входа? Как можно изменять фазу коэффициента отражения от входа плунжера?

32. К концу ИЛ присоединена нагрузка в виде последовательно включенных: гибкого кабеля, переменного аттенюатора и заглушки. Как будет, по Вашему мнению, изменяться модуль коэффициента отражения от такой нагрузки при уменьшении затухания аттенюатора?

33. К концу ИЛ подключен плунжер; в ИЛ найдено положение минимума напряжения. Затем короткозамыкатель ПЛ сместили на расстояние Δl. В каком направлении и на сколько переместится минимум в ИЛ?

34. Каким образом следует действовать, чтобы снять по точкам распределение модуля напряжения в длинной линии?

35. Поясните, почему при введении в линию неоднородности положение минимумов и КБВ на участке между неоднородностью и нагрузкой не изменяется. Изменяются ли при этом абсолютные величины напряжений на этом участке?

ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДАХ

Цель работы: изучение свойств волн в волноводах; измерение коэффициентов отражения от различных нагрузок волновода.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник