Расчет электрических цепей постоянного тока Проведем анализ схемы Составить систему контурных уравнений Курс лекций по теории электрических цепей Четырехполюсники Нелинейные цепи Трансформатор Нелинейный конденсатор


Нагрузочный режим работы линии

В случае, когда линия нагружена на сопротивление Z2, то в ней в общем случае существуют одновременно падающие и отраженные волны. Отношение отраженной волны тока или напряжения к падающей в конце линии называется коэффициентом отражения, который является комплексным числом:

  (3.4.1)

С помощью известного коэффициента отражения (3.4.1) нетрудно найти любую составляющую напряжения Uпрям или Uобр при одной известной составляющей волны. Отражение может произойти не только от начала или конца линии, но и от любой неоднородности в ней. Полученный результат позволяет сделать важный практический вывод, что при NU = 0 в линии существуют только прямые (падающие волны). Это так называемый согласованный режим работы линии, который возникает при условии Z2 = ZC. При этом условии отсутствуют отраженные волны напряжения и тока. Покажем это, используя составленные выше уравнения:

Аналогичного рода рассуждения можно провести для  тока, получим следующие соотношения:

.

Взяв отношение напряжения к току в любом сечении линии, получим:

Определим входное сопротивление линии при согласованной нагрузке:

  (3.4.2)

Из этого следует, что линию, согласованную с нагрузкой, можно заменить некоторым сосредоточенным сопротивлением, равным ZC , при этом режим работы генератора не изменится. Входное сопротивление, как и волновое, является комплексным числом и может быть представлен в виде

Построим качественно картины указанных функций. На рис.3.4.1 представлена функция модуля входного сопротивления линии, а на рис. 3.4.2 – функция фазы входного сопротивления в зависимости от длины линии. 

Рис.3.4.1. Зависимость модуля входного сопротивления от длины линии

С ростом длины линии модуль входного сопротивления стремится к величине волнового сопротивления линии. В пределе при бесконечно большой длине Zвх равно ее волновому сопротивлению. Это объясняется тем, что с ростом длины линии роль отраженных волн становится меньше и при бесконечной длине они вовсе отсутствуют. Такой же режим имеет место и при согласовании линии с нагрузкой, с той разницей, что в этом режиме входное сопротивление будет константой и равной ZC.

Рис.3.4.2. Зависимость фазы входного сопротивления от длины линии

Существуют точки по длине линии, где фаза обращается в ноль. Отрезки между этими соседними точками носят название резонансных участков линии.

Фазовая скорость и коэффициент распространения Оценим скорость перемещения волн вдоль линии. Фазовой называется такая скорость, перемещаясь с которой вдоль волны, наблюдаем одну и ту же фазу.

Короткое замыкание и холостой ход линии По режимам холостого хода и короткого замыкания линии можно определить вторичные параметры

Стоячие волны в линии Рассмотрим особенности режима работы линии без потерь в двух предельных ее режимах: холостого хода и короткого замыкания.


Анализ нелинейных цепей