Фізичні процеси поширення електричної енергії (хвиль) у довгих лініях

Лекція “ Аналіз залежностей взаємного впливу від частоти і довжини лінії. У кабельних ланцюгах необхідно враховувати всі чотири первинних параметри впливу g k r m причому їх співвідношення і питома значимість змінюються залежно від частоти переданих сигналів. 1 випливає: в області НЧ тональний спектр домінують ємнісні зв’язки інші складові зв’язків у цьому діапазоні пренебрежимо малі; зі зростанням частоти збільшується питомий внесок магнітного впливу і...

2014-07-07

363.69 KB

0 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


ЛЕКЦІЯ №11

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

“ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ”

ТЕМА 1: Фізичні процеси поширення електричної енергії (хвиль) у довгих лініях

Заняття. Лекція   Аналіз залежностей взаємного впливу від частоти і довжини лінії.

Навчальні питання лекції:

1.

Частотна залежність електромагнітних зв’язків.

2.

Залежність перехідного загасання від частоти і довжини лінії

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. Лектор-2000

2. Слайди за темою лекції.

Навчальна література:

  1.  И.И. Гроднев., С.М. Верник. Линии святи. М.1988
  2.  І.П. Панфілов, В.Ю.Дирда  Теорія електричного з’вязку.
  3.  Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ В.И. Иванов и др.-М.: Горячая линия, 2003.-232с.:ил.
  4.  Кабельно-линейные сооружения связи. Под редакцией Н.З.Хакимова. М.1973.

1. Частотна залежність електромагнітних зв’язків.

У кабельних ланцюгах необхідно враховувати всі чотири первинних параметри впливу (g, k, r, m), причому їх співвідношення і питома значимість змінюються залежно від частоти переданих сигналів. На рис.1 наведена частотна залежність процентного співвідношення різних видів зв’язків всередині четвірки.

Рисунок 12.1 Процентне співвідношення електромагнітних зв’язків всередині четвірки

Із графіка рис. 1 випливає:

- в області НЧ (тональний спектр) домінують ємнісні зв’язки , інші складові зв’язків у цьому діапазоні пренебрежимо малі;

- зі зростанням частоти збільшується питомий внесок магнітного впливу і, починаючи приблизно з 35 кГц, індуктивний зв’язок стає рівною ємнісному зв’язку ;

- активні зв’язки  і  практично рівні нулю на постійному струмі і НЧ, в області ВЧ істотно зростають. Тут у середньому співвідношення активних і реактивних складових зв'язків становить ;  

- між індуктивними і ємнісними зв’язками в кабелях існує співвідношення .

Для кабелю зіркової скрутки 

 = 165 ... 170 Ом і 

m/k = (25000 ... 30000) Гн/Ф,

За відомим значенням k, який приводиться в технічних умовах на кабелі зв'язку, легко знайти значення m. Наприклад, якщо k = 15 пФ на будівельну довжину кабелю, то

 нГн/сд.

У тональному діапазоні частот (0,3...3,4 кГц) значення активних складових електромагнітних зв’язків (g і r) мало в порівнянні з реактивними (рис. 1). а ємнісний зв’язок на частоті 1 кГц приблизно в 10 разів перевищує магнітну  внаслідок великого значення  Ом. Тому на будівельній довжині НЧ кабелів електромагнітні зв’язки на ближньому і дальньому  ВЧ кінцях кабелю виявляються приблизно однаковими і рівні .

Якщо в області НЧ досить враховувати лише ємнісний зв’язок, то при ВЧ передачі по кабелях необхідно рахуватися з усіма складовими зв’язків. На рис. 2 наведено характерний варіант співвідношення електричних і магнітних зв’язків між ланцюгами повітряних (ПЛЗ) і кабельних (КЛЗ) ліній.

а

б

Рисунок 2 Вектори  і  між ланцюгами ПЛЗ а і КЛЗ б

У всіх випадках електромагнітний зв’язок на ближньому кінці  більше, ніж на дальньому . У повітряних ліній зв’язку з відсутністю активних складових кут у вектора  дорівнює 0. А у  = . У кабельних лініях кути електромагнітних зв’язків різні, причому як правило кут вектора  більше ніж у .

Розглянемо частотну характеристику векторів електромагнітного зв’язку. Таку характеристику, зображену на комплексній площині, називають годографом. Годографи електромагнітного зв’язку на ближньому  і дальньому  кінцях наведено на рис. 3, а і б відповідно. Як видно з графіків, б електромагнітний зв’язок на ближньому кінці  змінюється по спіральній лінії, а на дальньому кінці - майже за лінійним законом. У реальних умовах коефіцієнти загасання зазвичай однакові (), а ось коефіцієнти фази відрізняються () з-за різних кроків скрутки, крім того, позначається вплив сусідніх кіл. Тоді для дальнього кінця отримаємо різні значення електромагнітних зв’язків при зміні місцями ланцюгів що впливають один на одного. Це явище називається ефектом перестановки.

Рисунок 3 Годографи електромагнітних зв’язків на ближньому  а  і дальньому  б кінці ланцюга.

2. Залежність перехідного загасання від частоти і довжини лінії

У повітряних лініях зв’язку і симетричних кабелях із збільшенням спектру переданих частот зростає взаємний вплив між ланцюгами, і відповідно зменшуються перехідне загасання і захищеність, рис. 4, а. Перехідне загасання зменшується за законом . Це пояснюється тим, що зі зростанням частоти збільшуються значення електричної та магнітної зв'язків (і ), оскільки їх реактивні складові прямо пропорційні частоті . Сутність цього явища полягає в тому, що зі збільшенням частоти змінюються електричні і магнітні поля, які утворюються навколо впливаючого ланцюга, тому більш інтенсивна перешкода індуктується в ланцюзі, схильного до впливу (якщо , , і ,  і ) .

Рівняння для розрахунку впливу на повітряних і кабельних лініях зв'язку ідентичні, тільки у випадку повітряних ліній фігурують параметри  і l, а кабельних -  і . Така відмінність викликана тим, що в кабелях складання впливів з окремих будівельних довжин відбувається за середньоквадратичним законом і сумуються абсолютні значення струмів перешкод без обліку фазових співвідношень. Для ПЛЗ перешкоди підсумовуються з урахуванням фазових співвідношень.

Рисунок 4 Залежності перехідного загасання від частоти а і довжини лінії б

Перехідне загасання на дальньому кінці  більше, ніж на ближньому , так як на ближньому кінці електричні та магнітні зв’язки підсумовуються (), а на дальньому кінці - віднімаються (). Залежності перехідного загасання і захищеності від довжини лінії показані на рис. 4, б.

Перехідне затухання на ближньому кінці зі збільшенням довжини лінії спочатку зменшується, а потім стабілізується. Це пояснюється тим, що, починаючи з певної довжини, струми перешкод з віддалених ділянок приходять настільки слабкими, що практично не збільшують взаємного впливу між ланцюгами і значення  залишається постійним.

Захищеність від взаємних перешкод , ПЛЗ зі збільшенням довжини лінії зменшується за законом , а для кабельних ліній зв’язку - згідно із законом . Фізично це пояснюється тим, що зі збільшенням довжини лінії збільшується взаємний вплив між ланцюгами..

Перехідне загасання на дальньому кінці   змінюється відповідно до виразу . До деякої довжини лінії превалює значення , яке з ростом l зменшується - тому  спочатку має спадаючий характер, а з деякого граничного значення довжини l зростає внесок власного загасання ланцюга  і значення , різко збільшується.

Розглядаючи закономірність зміни , можна відзначити, що зі збільшенням довжини лінії збільшується число ділянок впливу і слід очікувати зростання взаємних перешкод. Проте, зі збільшенням довжини струми перешкод зменшуються, так як подовжується шлях їх проходження і росте власне загасання ланцюга.

Контрольні питання і завдання

1. Вимірами встановлено, що потужність сигналу на вході впливаючого кола дорівнює 1 мВт, потужність завади на вході ланцюга, схильного до впливу, дорівнює 10 мкВт, а потужність завади на виході ланцюга схильного до впливу дорівнює 1 мкВт. Визначте величину перехідного загасання на ближньому кінці.

2. У результаті вимірів встановлено, що потужність сигналу на вході впливаючого кола дорівнює 1 мВт, потужність сигналу на виході впливаючого кола дорівнює 100 мкВт, потужність завади на вході ланцюга, схильного до впливу, дорівнює 10 мкВт, а потужність завади на виході ланцюга схильного до впливу дорівнює 1 мкВт . Визначте величину перехідного загасання на дальньому кінці.

3. У результаті вимірів встановлено, що потужність сигналу на вході впливаючого кола дорівнює 1 мВт, потужність сигналу на виході впливаючого кола дорівнює 100 мкВт, потужність завади на вході ланцюга, схильного до впливу, дорівнює 10 мкВт, а потужність завади на виході ланцюга схильного до впливу дорівнює 1 мкВт . Визначте величину захищеності.

4. Що описує співмножник , у виразі для сумарного струму впливу в ланцюзі схильного до впливу на ближній кінець?

5. Що описує співмножник  у виразі для сумарного струму впливу в ланцюзі схильного до впливу на дальньому кінці?



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
17521. Дослідження ефективності перетворення електричної енергії на тягових підстанціях постійного струму швидкісних магістралей 1.92 MB
  Зростанню привабливості та конкурентоздатності у сфері пасажирських перевезень сприяє зменшення тривалості поїздки на великі відстані. У цьому випадку, володіючи значними перевагами порівняно з іншими видами транспорту (економічність, високий рівень безпеки та комфорту), швидкісні залізниці набувають усе більшого поширення.
19309. Цифрова обробка багатоканальних записів сейсмічного методу відбитих хвиль 4.79 MB
  В наш час пошук розвідка вуглеводнів для потреб країни і світу є дедалі важливою. Методика морських сейсмічних досліджень В наш час проблема пошуку вуглеводнів для потреб людства стає дедалі вагомою і значущою. В морській сейсморозвідці застосовують спеціально обладнанні судна на котрих встановленні сейсмостанції обладнання для буксування джерел збудження приймачі апаратура та інше.
2203. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ РІЗАННЯ 117.05 KB
  Експериментальні методи вивчення процесу утворення стружки і зони деформування Для вивчення процесу стружкоутворення розмірів і форми зони деформування використовують різні експериментальні методи: візуальне спостерігання відполірованої бокової поверхні оброблюваного зразка; спостерігання сітки що нанесена на бокову відполіровану поверхню і вимір її викривлення внаслідок пластичної деформації шару що зрізується метод координатної сітки; кінозйомка процесу різання і явищ які його супроводжують; вивчення мікрошліфів зони різання;...
18791. Розрахунок електричної частини ТЕС 1300 МВт 449.34 KB
  Вибір струмопровідних частин 8 Вибір електричних апаратів за номінальними параметрами для решти кіл. Вибір способу синхронізації. Розрахунок релейного захисту для заданого кола. Опис конструкції розподільчого пристрою. Розрахунок захисного заземлення...
21264. ФІЗИЧНІ ОСОБИ, ЯК СУБ’ЄКТИ МІЖНАРОДНОГО ПРАВА 54.04 KB
  Іноземці які тимчасово перебувають на території України. Правове становище громадян України за кордоном. Страсбург діє щодо держав-членів Ради Європи та двохсторонні міжнародні договори за участю України про усунення випадків подвійного громадянства наприклад Договір між Україною та Республікою Узбекистан про запобігання виникненню випадків подвійного громадянства від 05.
8823. Обмін речовин і енергії в клітині 17.1 KB
  ОБМІН РЕЧОВИН ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ У КЛІТИНІ ПЛАСТИЧНИЙ ОБМIН реакцiii синтезу енергiя органiчнi речовини реакцii ...
8802. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемах 345.72 KB
  Складання схем колообігу речовин у екосистемах.Освітня: розширити знання студентів про екосистеми охарактеризувати колообіг речовин та потік енергії в них; з’ясувати значення роль живих організмів у перетворенні оболонок Землі та колообіг основних хімічних сполук: кисню вуглекислого газу сірки азоту вуглецю Розвиваюча: розвивати уміння порівнювати біологічні процеси на планеті та їх значення для перетворення її обличчя. Поняття колообіг. Характеристика поняття біологічного колообігу.
15005. Паразитичні види грибів–трутовиків та особливості їх поширення 47.29 KB
  Лісовий біоценоз – це співтовариство дерев, чагарників, трав'янистої рослинності, ґрунту, тваринних і інших організмів, що знаходяться в постійному взаємозв'язку. Одним з найважливіших компонентів лісових біоценозів є гриби, сама численна безхлорофільна група нижчих рослин, виділена в окреме царство органічного світу
20783. ВПЛИВ ЕКОЛОГІЧНИХ ЧИННИКІВ НА ПОШИРЕННЯ ВІРУСІВ ПРОСТОГО ГЕРПЕСУ СЕРЕД НАСЕЛЕННЯ 657.36 KB
  Багато факторів ведуть до погіршення імунітету у середньостатистичного українця, одним з них є екологічний чинник. Першим індикатором падіння імунітету є наявність різних герпес вірусних інфекцій. За даними ВООЗ ці захворювання набули широкого розповсюдження. Тому актуальним є вивчення питання розповсюдження вірусу герпесу серед молоді, а також методів боротьби з ним.
19435. Аналіз асортименту страв з яєць і сиру та шляхи його поширення в закладах ресторанного господарства 4.14 MB
  Залежно від виду птиці розрізняють яйця курячі качині гусячі індичі. Яйця водоплавної птиці для приготування страв не використовують оскільки вони можуть бути джерелом інфекційних захворювань. До складу курячого яйця входять білки 12 7 жири 115 вуглеводи 06-07 мінеральні речовини 10 вода 74 вітаміни D Е каротин В1 В2 В6 РР холін. Поверхня яйця покрита надшкаралупною плівкою.
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.