4. Підсумки і самоконтроль

Процеси у колах з розподіленими параметрами є хвильовими і відрізняються тим, що вони перебігають не лише в часі, а й у просторі. Це потребує в читача певної просторової уяви. На прикладі довгих ліній виведено рівняння, які описують хвильові процеси, і знайдено їх розв’язок, на основі чого проаналізовано хвильові процеси в різних режимах. Розглянуті технічні застосування довгих ліній і конструктивні особливості пристроїв, що їх використовують.

Введено такі важливі поняття, як погонні параметри, хвильовий опір; коефіцієнти фази, згасання і поширення хвилі, фазова швидкість; біжні, стійні та змішані хвилі; коефіцієнт відбиття, коефіцієнти біжної та стійної хвиль; фідер, чвертьхвильовий трансформатор. Закріпити та проконтролювати знання допоможуть подані далі запитання і завдання.

• Які кола називаються розподіленими? Що таке довга лінія?

• Коли в лінії виникає режим біжних хвиль? Як описуються такі хвилі?

• Що таке хвильовий опір, коефіцієнти поширення, згасання і фази, фазова швидкість?

• Зобразіть розподіл миттєвих значень і амплітуд напруги та струму в лінії із втратами в режимі біжних хвиль.

• За яких граничних умов у лінії виникає режим стійних хвиль? Чим він характерний і як описуються такі хвилі?

• Запишіть рівняння для комплексних амплітуд напруги і струму в лінії без втрат. Виведіть з них вирази для комплексних амплітуд і миттєвих значень напруги і струму в режимі стійних хвиль за різних граничних умов. Побудуйте розподіл амплітуд і миттєвих значень напруги і струму в лініях із замкненим і розімкненим кінцями, а також навантажений на реактивний опір.

• Коли в лінії виникає режим змішаних хвиль? Чим він характеризується?

• Що таке коефіцієнт відбиття, коефіцієнти біжної і стійної хвиль?

• Чому у фідері бажаним є режим біжної хвилі?

• Що означає узгодження навантаження з лінією і що є умовою узгодження?

• Що таке чвертьхвильовий трансформатор, де він використовується і які має параметри?

• На чому базується використання відрізків довгих ліній як реактивностей і резонансних кіл? Коли вони використовуються і які мають конструктивні переваги?

5. Завдання до курсових та контрольних робіт

Тема: Двопровідна лінія передачі електромагнітних сигналів

Вихідні дані: По симетричній двопровідній лінії передачі довжиною , де -номер варіанту, розповсюджується гармонічний сигнал з довжиною хвилі . Конструктивні параметри двопровідної лінії надані в таблиці 1.

Матеріал провідників: 1 – Мідь (Питома провідність , відносна магнітна проникність ); 2 – Латунь (Питома провідність , відносна магнітна проникність ); 3 – Алюміній (Питома провідність , відносна магнітна проникність ).

Матеріал ізоляції: 1 – Поліетилен (Відносна електрична проникність , діелектричні втрати ); 2 – Фторопласт (Відносна електрична проникність , діелектричні втрати ); 3 – Полістирол (Відносна електрична проникність , діелектричні втрати ).

Визначити:

1. Погонні: ємність , індуктивність , опір провідника , провідність ізоляції .

2. Глибину проникнення струму в метал провідника .

3. Хвильовий опір двопровідної лінії передачі .

4. Сталу розповсюдження .

5. Виведіть співвідношення для напруги та струму на вході в залежності від напруги та струму на виході однорідної лінії передачі при усталеному синусоїдному режимі. Зобразіть лінію передачі у вигляді симетричних Т – твірної та П- твірної схем чотириполюсників в А- параметрах, та визначіть сталі цих чотириполюсників для кожної схеми: . При яких умовах лінію передачі можна зображати у вигляді чотириполюсників?

6. Виведіть співвідношення для коефіцієнтів відбиття напруги та струму від кінця лінії

передачі. Проаналізувати та знайти значення цих коефіцієнтів при наступних опорах навантаження

на кінці лінії передачі: ; (лінія розімкнута); . Які значення напруг та

струмів на кінці лінії при цих режимах? Яким чином можна узгодити джерело живлення з лінією

передачі та лінію передачі з навантаженням на кінці лінії?

7. Яка умова неспотвореного розповсюдження електромагнітного сигналу в лініях передачі з

розподіленими параметрами?

8. Виведіть співвідношення для напруги та струму на вході в залежності від напруги та струму на виході однорідної лінії передачі без втрат (опір провідника , провідність ізоляції , при цьому хвильовий опір - має активний характер) при усталеному синусоїдному режимі. Розрахуйте та побудуйте графіки залежностей вхідного опору , напруги та струму від координати ( Відлік координати здійснювати від кінця лінії) для наступних режимів: ; ; ; ; .

Таблиця 5.1