Цепь с распределенными параметрами

Цель работы: экспериментальное исследование распределения напряжения и тока вдоль однородной линии при различных режимах работы.

Рисунок 1 — Схема электрической цепи Частота 15 кГц. Длина линии l10 км. R = 48 Ом.

Входное напряжение 5 В.

В режиме короткого замыкания (КЗ)UR =3,7 В. .

Погонные параметры линии: 0,25, 0,09 .

Волновое сопротивлениеfОм. Коэффициент фазы

рад/км.

Длина волны 14,055 км.

Четвертьволновая линия: км; _рад/км; 5274 Гц.

Таблица 1 — Экспериментальные данные

Проведём расчет зависимости действующих значений напряжения в линии от координаты для каждого режима по данным таблицы 1.

1. Режим холостого хода.

2. Режим короткого замыкания.

;

;

Ток определяется по схеме замещения линии (рис.2):

Рисунок 2 — Схема замещения линии

;

3. Натуральный режим (режим согласованной нагрузки)

3. Режим холостого хода четвертьволновой линии Таблица 2 — Результаты эксперимента и расчета

Рисунок 3 — Графики расчетных функций напряжения Ответы на контрольные вопросы.

1) При какой длине линии необходимо учитывать ее распределенные параметры R, L, C, G?

При длине линии, соизмеримой с длиной волны, л

2) Дать определения R0, L0, C0, G0.

Погонные параметры цепи:

R0 — активное сопротивление, ;

L0 — Индуктивность, ;

С0 — емкость,;

G0 — активная проводимость утечки,

3) Как определяются ZС и г?

— волновое сопротивление;

= - коэффициент распространения волны, где б — коэффициент затухания волны в линии; в — коэффициент фазы; - угловая частота.

4) Как определяются ZС и г для линии без потерь?

5) Записать уравнения для напряжения и тока в зависимости от расстояния от конца линии без потерь.

6) Записать соотношения для определения при:

— холостом ходе;

— коротком замыкании;

— согласованной нагрузке.

— при холостом ходе:

;

— при коротком замыкании:

;

напряжение ток функция

— при согласованной нагрузке (натуральный режим):

; .