Входное сопротивление линии, нагруженной на активное сопротивление,

.

Разделив вещественную и мнимую части , получим

Графики зависимостей R_ВХ и X_ВХ от длины линии при R_Н> приведены на рис.15.

Зависимости R_ВХ и X_ВХ от длины линии при R_Н< аналогичны рис.15, однако при Х=0 имеется минимум активной составляющей входного сопротивления и на интервале реактивная составляющая имеет индуктивный характер.

3.1. Описание установки

Установка состоит (рис.16) из генератора высоких частот (Г), отрезка двухпроводной симметричной линии (Л), измерительного зонда (3) и набора сменных нагрузок (Н).

Рис.15

Рис.16

Генератор высокой частоты работает в непрерывном режиме, гармонические колебания с выхода генератора подаются на вход двухпроводной линии из медных проводов с диаметром d=1.4 см и расстоянием между ними D=25 см. Зонд по конструкции представляет собой четвертьволновый шлейф с включенной в него детекторной секцией и микроамперметром. Следует иметь в виду, что в результате измерений получается не абсолютное значение амплитуд напряжений в линии, а только лишь пропорциональные им величины токов микроамперметра. Измерения напряжений в линии производятся через 10 см, начиная от нагрузки и фиксируя при этом возможно точнее положение узлов и пучностей. В процессе измерений необходимо следить за тем, чтобы измерительный зонд располагался под прямым углом к линии. Нагрузки выполнены в виде печатных плат с элементами R, L, C, которые крепятся на специальный кронштейн, подключаемый к концу линии.

3.2. Домашнее задание

1. Для частоты, заданной преподавателем, рассчитать погонные параметры R₁, L₁, C₁, волновое сопротивление Z_в, коэффициент затухания  и фазы  двухпроводной линии из медных проводов диаметром d=1.4 см и расстоянием между ними D=25 см.

В заданной области частот параметры линии рассчитываются по следующим формулам:

2. Для Rн=2Zв рассчитать и построить графики распределения напряжения и тока на расстоянии длины волны с шагом .

3.3. Лабораторное задание

Включить генератор и дать ему прогреться в течение 10 минут. Затем, установив заданную частоту, подключить измерительный шлейф к концу ненагруженной линии. После этого ручкой регулировки мощности установить такую выходную мощность генератора, чтобы стрелка измерительного прибора отклонилась на 80% шкалы. Для достоверности результатов рекомендуется в процессе измерения ручки управления генератора не трогать.

Снять распределения напряжения вдоль линии для следующих нагрузок:

а) Zн= холостой ход,

б) Zн=0 короткое замыкание,

в) Zн= Zв согласованное сопротивление,

г) Rн>Zв активное сопротивление,

д) Rн<Zв активное сопротивление,

е) Zн = X_L индуктивное сопротивление,

ж) Zн = X_С ёмкостное сопротивление.

Измерения проводить через каждые 10 см (30-40 точек).

По результатам эксперимента:

а) построить графики распределения напряжения вдоль линии при различных нагрузках. Сравнить с результатами домашнего задания. Объяснить причину расхождения результатов;

б) определить из экспериментальных данных величины Rн, Lн и Cн;

в) по результатам исследований найти длину волны в линии, а по ней частоту, рассчитать Zв, R₁, L₁, C₁ и для каждого случая КБВ, КСВ и |Г|.