Федеральное агентство связи
МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ (МТУСИ)
Кафедра теории электрических цепей
Лабораторная работа № 19
Исследование на ЭВМ распределения напряжения в длинных линиях
Выполнил студент группы РС1002
Минчуков А.С.
Москва 2010
Цель работы
С помощью машинного эксперимента исследовать распределение напряжений вдоль однородной длинной линии передачи при различных значениях сопротивлений нагрузки. Получить практические навыки в проведении машинных экспериментов и обработки их результатов.
Теоретическая часть
-
В каких случаях электрические цепи рассматривают как цепи с распределёнными параметрами?
Цепи с распределёнными параметрами – цепи, для которых учитываются их геометрические параметры. В таких цепях приходится сталкиваться с распределёнными по длине индуктивностями, ёмкостями, резистивными сопротивлениями.
Длинные линии – линии, геометрическая длина которых сравнима с длиной волны. Линии считаются длинными, если их геометрический размер больше длины волны в 10 раз.
-
Запишите уравнения передачи длинной линии с потерями и без потерь.
Уравнение передачи длинной линии с потерями:
Уравнение передачи длинной линии без потерь:
-
Что такое волновое сопротивление линии?
Волновое сопротивление линии выражает соотношение между амплитудами и фазами напряжения и тока падающей волны в любой точке линии.
-
Что называют коэффициентом отражения от нагрузки?
Отношение комплексной амплитуды отражённой волны к комплексной амплитуде падающей волны – коэффициент отражения по напряжению.
-
Какие режимы работы в линии вы знаете? Приведите примеры.
Режим
холостого хода – линия разомкнута на
конце,
Режим короткого
замыкания – линия замкнута на конце,
Режим работы на
согласованную нагрузку,
Режим работы на
несогласованную нагрузку,
Техническое задание
Необходимо
собрать в программе схемотехнического
моделирования Micro-Cap
схему длинной линии без потерь с
параметрами: l=160
м;
пФ/м;
мкГн/м(рис.1).
Также необходимо определить время запаздывания, построив графики зависимости входного и выходного напряжения от времени и исследовать распределение напряжения вдоль линии, для этого построим графики распределения действующих значений напряжения вдоль длинной линии в режиме холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ), согласованной нагрузки (СН), несогласованной нагрузки (НН).
Все полученные данные занести в табл.1,2,3.
Таблица 1
|
По предварительному расчёту |
Получено экспериментально |
||||||||
|
l, м |
мкГн/м |
пФ/м |
Ом |
м/с |
мкс |
f, МГц |
T, мкс |
мкс |
|
|
160 |
0,25 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
0,25 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
,
,
,
,
,
,
Таблица 2
|
По предварительному расчёту |
Получено экспериментально |
||||||||
|
y, м |
(XX) |
(КЗ) |
(СН) |
(НН) |
(XX) |
(КЗ) |
(СН) |
(НН) |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,В
,В
,В
,В
,В
,В
,В
,В
Таблица 3
|
Режим |
По предварительному расчёту |
Получено экспериментально |
||
|
КБВ |
|
КБВ |
|
|
|
ХХ |
|
|
|
|
|
КЗ |
|
|
|
|
|
СН |
|
|
|
|
|
НН |
|
|
|
|