Режимы работы линии без потерь

При высоких частотах и можно пренебречь потерями в линии и положить и . Тогда , , , , и все выражения, полученные ранее, упрощаются.

1). Режим холостого хода и , отсчёт от конца линии) имеем

,

.

В этом случае накладываются две незатухающие бегущие волны с одинаковыми амплитудами, распространяющиеся в противоположные стороны. В результате получаются стоячиеволны.

Действительно, при ; ; ; ; а , поэтому в соответствующих точках линии имеем пучности (график в этой точке достигает min или max) напряжения и узлы (график пересекает ось абсцисс) тока (рис. 7.4).

При ; ; … получаем узлы напряжения и пучности тока .

Входное сопротивление в этом случае равно , здесь - соответствующее реактивное сопротивление.

В этом случае при имеет емкостной характер; при - индуктивный и т.д. При , (наблюдается резонанс напряжений), а при , (наблюдается резонанс токов).

2). Режим короткого замыкания.

В этом режиме и . Уравнения, описывающие этот режим, выглядят следующим образом:

,

.

Из этих уравнений видим, что вновь появляются стоячие волны. В отличие от режима холостого хода в конце линии будут узел напряжения и пучность тока (рис. 7.5).

Входное сопротивление равно , здесь - соответствующее реактивное сопротивление, т.е. при входное сопротивление имеет индуктивный характер, при - емкостной и т.д.

При , (резонанс напряжений), при , (резонанс токов).

При очень высоких частотах короткозамкнутая линия, длина которой равна , применяется как колебательный контур с малым затуханием и большим входным сопротивлением, поэтому при малых длинах волн их можно использовать в качестве изоляторов и избежать больших потерь энергии.

3). Режим реактивной нагрузки .

Имеем ,

,

здесь , т.о. и в этом режиме получаются стоячие волны, но в конце линии нет ни пучности, ни узла (рис. 7.6).

Входное сопротивление равно ,

При и и . Как видно нет ни пучностей, ни узлов Они появляются при , когда , , т.е. линия эквивалентна короткозамкнутой линии, длина которой равна ; а при , когда , и линия эквивалентна разомкнутой линии с .

Т.о. в данном режиме линия может иметь как индуктивный, так и емкостной характер.

Заключение. Во всех трёх режимах работы линии без потерь получаются стоячие волны. При этом пучности напряжения и тока, а также узлы напряжения и тока сдвинуты относительно друг друга на .

Все три случая характеризуются отсутствием расхода энергии, как в линии, так и в приёмнике.

Если есть расход энергии в линии, значит есть бегущие, а не стоячие волны напряжения и тока.

Date: 2015-09-17; view: 895; Нарушение авторских прав