Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 [ 179 ] 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

в этих уравнениях Напряжение и ток представлены суммами двvx слагаемых. Первое из них - бегущая волна, а второе - стоячая волна. Таким образом, если линия не согласована с нагрузкой (X ф 1), то напряжение и ток в линии можно представить суммой бегущих и стоячих волн. Чем сильнее /С отличается от единицы 0 ту или другую сторону, тем резче выявятся стоячие волны. При /С = О (холостой ход) и /С = с (короткое замыкание) в линии наблюдаются только стоячие волны. Чем ближе /С к единице, тем резче проявляются бегущие волны. Стоячие волны отсутствуют при 0-/С = 1 или = Zc, т. е. когда нагрузка согласованная.

Линия, питающая антенну

AhmedHa

Рис 18-19.

Линия без потерь длиной в четверть

волны применяется в качестве согласующего элемента между какой-либо линией

без потерь н активным сопротивлением нагрузки на ее конце = г не равным волновому сопротивлению линии Например (рис. 18-19), при помощи линии длиной в четверть волны можно согласовать Линию (без потерь), питающую антенну, с самой антенной, входное сопротивление которой Z2 = 2, т. е чисто активное.

Найдем входное сопротивление четвертьволновой линии I = нагруженной на антенну, прн Z2 = = г, па основании (18-75);

, . , 2п Я,

2.П %. ,

Так как tg л/2 = оо, то

Для согласования питающей линии с антенной необ.ходимо, чтобы

Где г 1 -волновое сопротивление питающей линии. Отсюда

Zc = l/2ci22.

в этом случае четвертьволновая линия без потерь называется четвертьволновым трансформатором, так как она как бы приводит (трансформирует) волновое сопротивление питающей линии к сопротивлению нагрузки.

Линия без потерь длиной в четверть волны, замкнутая в конце подогревателем термопары, т. е. практически накоротко, применяется как вольтметр для измерения распределения напряжения в двухпроводной линии, питаемой генератором с длиной волны % (рис 18-20). Термопара присоединяется к милливольт-л'етру, измеряющему ее э. д с Кроме того, дается специальная градуировоч- пая кривая, т е. зависимость э д с термопары от тока нагрева ее спая.

Соотношение между напряжением в пучности {J, (начало короткозамкнутой линии) и током в пучности 4 (ее конец) определяется из (18-74);

Oi = hZci sin

18 Основы теории цепей



Определив по показаниям милливольтметра ток в пучности четвертьволц вой линии, при помощи последней формулы вычисляют напряжение в ее начай° т е напряжение между проводами исследуемой линии Перемещая место nnl соединения четвертьволновой линии вдоль исследуемой линии, можно измерить распределение напряжения вдоль последней

Как видно из рис 18 17, входное сопротивление короткозамкнутой линии без потерь длиной Х/4 бесконечно велико, поэтому ее подключение не влияетпа распределение напряжения вдоль исследуемой линии

В сантиметровом и дециметровом диапазонах волн для измерения комплекс ного входного сопротивления какого нибудь приемника применяют так назы ваемую измерительную линию в виде отрезка коаксиальной линии без потерь В коаксиальной линии прорезают ш,ль, в которую вводят зонд, представляющий собой небольшой стерженек (или рамку) Щель вырезается параллельно линиям поверхностного тока, протекающего по оболочке коаксиальной линии Как показывает анализ и опыт, наличие щели изменяет лишь в слабой степени первоначальную конфигурацию поля в измерительной линии Зонд, который

Рис. 18-20.


Рис 18 21.

извлекает небольшую часть энергии, проходящей по измерительной линии, соединяется с индикатором Показания индикатора пропорциональны напряженности электрического поля, а следовательно, и напряжению в данном сечении измерительной линии Перемещая зонд вдоль щели, можно исследовагь поле внутри измерительной линии В конце линии присоединяют приемник, Комплексное входное сопротивление которого измеряется По распределению напряжений вдоль измерительной линии можно определить сопротивление нагрузки (рис 18-21)

Распределение напряжения и тока вдоль линии определяется уравнениями (18-7) и (18-9) При отсчете координаты от начала линии

и=АiSP-* + Л26-Р-*, /=(ЛiP-P-* - Лав/Р^).

Комплексный коэффициент отражения

= пе

где п = Л2/Л1 - его модуль

Модуль коэффициента отражения п можно вычислить, определив коэффициент бегущей волны напряжения

здесь t/ и (/ акс - минимальное и максимальное напряжения в линии, измеряемые непосредственно индикатором В точке х = I - Xq, где прямая и обратная волны находятся в противофазе, имеем t/мин. так что

/мин==Л1-Л2.



в точке, где они совпадают по фазе напряжение максимально:

UuaKc = Ai + Aji.

Следовательно,

Ai + A,

п = -

С учетом выражения п перепишем (У я !:

f/ = Aie-P-* [\ + пе (гР-+Фз-Ф.)]; 1Аг g-/3v[, g,(2pxi*,-H)]:

Найдем входное сопротивление нагрузки (х = I)

Так как в точке х = I - Хо минимума напряжения векторы Aeix и Ахв находятся в противофазе, то

ij2 + Р а - о) - №i - Р - л-о)1 = п

и

1]2-% = я-2р (/-жо). Подставляя значение этой разности в выражение для Zt получаем:

1 е/(я+2р^.) - - 1+ е/2рл; Заменяя е/23д;о по формуле

I выражая п через fe, после преобразований находим, что

Z v = Zc V

l-jk tg Зжо'

Таким образом, для вычисления необходимо измерить [/ н и 1/макс. т е коэффициент бегущей волны напряжения k, и расстояние от приемника до )Лижайшего минимума напряжения.

Если обозначить

fe = th р,

X) можно представить Z ,; как гиперболический тангенс некоторого комплекс-юго аргумента с умножещтый на г

Zbx = 2c th (р + /Ю = гс th

Пример 18-5. Найти входное сопротивление короткозамкнутой двухпровод-той линии длиной / = 35 м для генератора, работающего на волне длиной Я = = 50 м Диаметр проводов линии 2/- = 4 мм, расстояние между проводами d = ~ 13,54 см Найти индуктивность катушки, эквивалентной по сопротивлению

Wrft ТН-чЧИ.

18* 547



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 [ 179 ] 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов