 |
Линия, разомкнутая или короткозамкнутая на конце
|
|
|
|
Линия, разомкнутая или короткозамкнутая на конце
В случае разомкнутой на конце линии (режим хх) 
и из уравнений (2. 4) следует
Таким образом, напряжение меняется вдоль линии по косинусоидальному закону, имеет максимум на конце линии и проходит через нуль при 
от конца линии (рис. 2. 2, а). Нулевые значения далее повторяются через 
. Ток меняется вдоль линии по синусоидальному закону. Точки на линии, где ток или напряжение равны нулю, называются узлами. Точки, где они достигают максимума, называются пучностями. При переходе через узел фаза напряжения 
(и тока) меняется на 180°. Ток в линии сдвинут относительно напряжения по фазе на 90°.
Если линия короткозамкнута на конце (режим КЗ), т. е. 
, то
Следовательно, форма кривых распределения напряжения и тока вдоль линии такая же, как и при холостом ходе, только на конце линии имеют место пучность тока и узел напряжения (рис. 2. 2, б).
Как в режиме холостого хода, так и в режиме короткого замыкания модуль коэффициента отражения от конца линии 
. Перенос энергии вдоль линии отсутствует, и в ней устанавливается режим стоячих волн.
Входное сопротивление в рассматриваемых режимах работы реактивное:
при разомкнутой на конце линии 
;
в случае короткого замыкания 
;
Рис. 2. 2. Распределение амплитуд напряжения и тока вдоль линий:
а - разомкнутой на конце; б - короткозамкнутой на конце
Рис. 2. 3. Изменение входного сопротивления линии:
а - режим холостого хода; б - режим короткого замыкания
Как следует из приведенных формул, разомкнутая линия при длине 
и далее через отрезки имеет 
- случай последовательного резонанса линии (рис. 2. 3, а). При длине линии, кратной целому числу полуволн, входное сопротивление равно бесконечности, что соответствует параллельному резонансу. Четвертьволновая короткозамкнутая линия эквивалентна параллельному контуру (резонанс токов), полуволновая - последовательному (резонанс напряжений) (рис. 2. 3, б).
|
|
|
Произвольная реактивная нагрузка линии
В случае реактивной нагрузки (катушка индуктивности, конденсатор, другая линия с реактивной нагрузкой) в ней не расходуется активная мощность: модуль коэффициента отражения от нагрузки равен единице, и в линии устанавливается режим стоячих волн.
Решение задачи о распределении напряжения и тока вдоль линии с реактивной нагрузкой проще всего получить, заменив сосредоточенную нагрузку на конце линии отрезком линии, у которой входное сопротивление равно сопротивлению нагрузки. Этот отрезок может быть как короткозамкнутым, так и разомкнутым.
В случае разомкнутого отрезка линии из условия 
получаем 
, где 
- длина эквивалентного отрезка линии. Отсюда уравнение для определения будет
В случае емкостной нагрузки 
и 
. При индуктивной нагрузке 
и 
Распределение напряжения, тока и входного сопротивления точно такое же, как и у линии, разомкнутой на конце, длина которой увеличена на :
Если на конце линии - емкостная нагрузка, то ближайший к концу линии узел напряжения будет находиться на расстоянии 
(рис. 2. 4, а); длина эквивалентного отрезка линии при этом 
.
В случае индуктивной нагрузки ближайший к концу линии узел напряжения будет на расстоянии 
; длина отрезка разомкнутой линии также больше четверти длины волны: 
.
Рис. 2. 4. Идеальная линия, нагруженная на реактивное сопротивление:
а - емкостная нагрузка; б - индуктивная нагрузка
Если вместо сосредоточенной индуктивности включить на конце линии отрезок короткозамкнутой линии, то , (рис. 2. 4, б), и эквивалентная длина этого отрезка может быть определена из уравнения 
.
|
|
|
|
|
|
