Разряд линии через сопротивление

Пусть линия длиной I заряжена до напряжения Е (рис.11а). Рассмотрим процессы, происходящие при разряде этой линии через активное сопротивление R_Н Допустим, что сопротивление на­грузки равно волновому сопротивлению линии . При замыкании ключа К. в момент времени t == 0 линия начинает разряжаться и от нагруженного конца распространяется волна напряжения и соот­ветствующая ей волна тока.

Сопротивление цепи разряда состоит из сопротивления нагрузки и волнового сопротивления

линии, и по­тому ток можно определить по формуле = .

На сопротивлении нагрузки создается напряжение

Следовательно, при замыкании ключа напряжение на нагруженном конце линии мгновенно опадает от Е до , и этот спад напряже­ния распространяется вдоль линии. Значит, элементарные емкости линии поочередно разряжаются от Е до Можно считать, что

от к разомкнутому концу линии распространяется волна напряжения и соответсвущая ей волна тока + I₀. Эта волна разряжает линию от Е до (рис. 11 6).

В момент времени волна - , I₀ достигает разомкну­того конца линии и отражается от него. В результате отражения возникает волна - ,- I₀ которая распространяется от разомк­нутого конца к нагрузке. По мере распространения отраженной волны напряжение и ток в линии становятся равными нулю (рис. 11в).

В момент времени отраженная волна - , - I₀ достигает нагруженного конца

линии. В этот момент напряжение и ток по всей линии равны нулю: линия разрядилась.

Энергия, запа­сенная в электрическом полем линии, была поглощена сопротивлением в

течение сек.

При разряде линии на активном сопротивлении создается прямоугольный импульс напряжения, длительность которого равна времени распространения волны в оба конца (рис. 12).

Рис. (12) импульс на - Рис (13) Графики напряжения на нагрузке при

Напряжения и тока на разряде линии

При разряде линии а-при ; б-при :

Рис. (14). Схема искусственной линии

Если сопротивление нагрузки не равно волновому, то происхо­дит ступенчатый, или колебательный, разряд линии (рис. 13). Это объясняется тем, что волны отражаются не только от разомкнутого, но и от нагруженного конца линии. У нагрузки возникает новая волна каждый раз, когда к ней приходит волна, отраженная от разомкнутого конца. Характер колебаний напряжения в линии и на­грузке определяется величиной и знаком коэффициента отражения от нагруженного конца. Запасенную в линии энергию поглощает сопротивление нагрузки, и потому амплитуда каждой последующей волны, возникающей у нагрузки, меньше предыдущей, т. е. колеба­ния затухают.

Разряд линии через сопротивление, равное волновому, исполь­зуется в импульсной технике для формирования импульсов напря­жения. Однако для этих целей применяется не реальная линия, а искусственная, которая состоит из звеньев L и С конечной вели­чины (рис. 14).