重庆大学电路原理均匀传输线().pptVIP

小结 传播常数 特性阻抗或波阻抗 已知始端边界条件 已知终端边界条件 例 已知某三相高压输电线的原始参数如下：R0=0.107 ?/km，L0=1.36 mH/km，C0=0.00848 ?F/km，G0可以忽略不计。负载功率P2=160MW，功率因数cos? 2=0.9(感性)，终端线电压为215 kV。 设始端距终端200 km，工作频率为50 Hz。求始端电压、始端电流及传输效率。 解： 负载功率P2=160MW，功率因数cos? 2=0.9(感性)，终端线电压为215 kV。 令终端相电压为参考相量 1. 行波 令 电压的瞬时值函数式 §5-3 行波及均匀传输线的传播特性 电压的第一个分量 分析 传输线上电压既是时间t的函数，又是空间位置x的函数; ② 传输线上任一点的电压随时间以角频率ω 作正弦变化 ; ③ 某一瞬间t，电压沿线分布为衰减的正弦函数（角频率ω ），且相位不断滞后； x x t=t1 t=t2 t=t3 u+为随时间增加向x增加方向（即从线的始端向终端的方向）运动的衰减波。将这种波称为电压入射波或正向行波 。 当 x = x1、t = t1时 ④ 等相角点移动的速度——相速 经过? t时间以后，? 已位于x1+?x 处 若保持等相位，则 相速： 在一周期时间内行波前进的距离等于波长 波长：行波前进方向上相角相差2? 的两点间的距离。 x λ 电压的第二个分量 u-为随时间增加向x减小方向（即从线的终端向始端的方向）运动的衰减波。将这种波称为电压反射波或反向行波 。 线上任一处电流为 正向电流行波 反向电流行波 2 均匀线的传播特性 ? = ? + j? 传播常数 β：衰减常数,单位:分贝/米 （单位距离幅度衰减的量值） α：相位常数，单位：弧度/米 （单位距离相位滞后的量值） ①Zc是联系沿同一方向行进的电压行波相量和电流行波相量的导出参数； 特性阻抗 分析 ②Zc仅决定于线路的原始参数和电源频率，它不随距离x和时间t而改变，且与传输线终端负载状况也无关。 ③ 当传输线损耗很小 α表示在2π长的一段传输线上波的个数， 集中参数电路 第五章 均匀传输线的正弦稳态响应 电磁波以光速传播。在真空中，v≈3×108 m/s 电磁波的波长 λ=v/f ,其中f 为频率。频率越高，波长就越短。 一个实际电路的外形尺寸和波长相比“很小”，而可以忽略不计时,电磁波沿电路传播的时间几乎为零。在这种情况下，实际电路就可以按集中参数电路处理。 当组成实际电路的部件和联接导线的最大线性尺寸( l )可以和沿电路周围空间传播的电磁波的波长(?)相比较时，则必须考虑电路参数的分布性。 在有线通讯或电力传输中使用架空线或电缆传输信号和能量，这类传输线的“尺寸”与线上传输电磁波的波长之比可能大于或接近于1。 传输线的分布效应不可忽略，所以传输线是一种分布参数电路。这导致传输线上的电压和电流是随时间和空间位置而变化的二元函数。 分布参数电路 主要内容： 均匀线方程 均匀传输线方程的正弦稳态解 行波，均匀线的传播特性 波的反射，无反射线 无损耗线，驻波 §5-1 均匀传输线及其微分方程 典型的传输线 同轴电缆 二芯电缆 两条架空线 一线一地构成的传输线 在通讯工程、计算机和各种控制设备中使用的传输线，当信号频率或脉冲重复频率很高时，虽然电路尺寸不大，但电路尺寸与信号波长相比可能大于或接近于1，须作分布参数电路来考虑 例：f =1000 MHz 对于高压输电线路，工作频率为50Hz，但电压高（ ≥110kV ） 距离远（上百千米），沿线存在的由于漏电导而引起的漏电流 特别是导线间的电容电流不得忽略，因而沿线各点的电流不同； 此外，由于导线沿线存在电阻和电感，导线任一段都有电压降， 因而沿线各点的电压也不等， 须考虑电路参数的分布性 。 考虑参数分布性的电路称为分布参数电路，即导线的电阻和电 感是沿导线全长分布的；导线之间不仅有分布电容，而且由于 绝缘不良还有漏电导。 由于电阻、电感、电容和电导这些参数是分布在于传输线的全线上，因此必须用单位长度上传输线具有的参数表示，即： R0--单位长度线段上具有的电阻，其单位为Ω /m。 L0 --单位长度线段上具有的电感，其单位为H/m。 G0 --单位长度线段的两导线间的漏电导，其单位为S/m。 C0 --单位长度线段的两导线间的电容，其单位为 F/m。 R0 、L0、 G0 、C0称为传输线的原参数。 二线均匀传输线