22831

ДВОПРОВІДНА ЛІНІЯ

Лабораторная работа

Физика

В таких системах активний опір ємність і індуктивність розподілені рівномірно вздовж лінії. Як правило в двопровідних лініях умова квазістаціонарності виконується щодо відстані між провідниками а сила струму I лінійна густина заряду q і напруга між провідниками U суттєво змінюються вздовж лінії. Застосовуючи до нескінченно малої ділянки двопровідної лінії закон збереження електричного заряду і електромагнітної Індукції нехтуючи активним опором провідників можна отримати такі співвідношення: 1 2 Тут L С ...

Украинкский

2013-08-04

95.5 KB

4 чел.

Робота 13. ДВОПРОВІДНА ЛІНІЯ

На практиці часто доводиться використовувати електричні кола, в яких виконується умова квазістаціонарності. Як приклад такого кола можна навести двопровідну лінію. Двопровідна лінія являє собою систему паралельних металевих провідників, в яких за допомогою генератора може збуджуватися змінний струм високої частоти. В таких системах активний опір, ємність і індуктивність розподілені рівномірно вздовж лінії. Як правило, в двопровідних лініях умова квазістаціонарності виконується щодо відстані між провідниками, а сила струму -I , лінійна густина заряду q ,  і напруга між провідниками U суттєво змінюються вздовж лінії.

Застосовуючи до нескінченно малої ділянки двопровідної лінії закон збереження електричного заряду і електромагнітної Індукції нехтуючи активним опором провідників, можна отримати такі співвідношення:

        /1/

     /2/

Тут L , С - Індуктивність і ємність одиниці довжини лінії. З рівнянь /1/ і /2/ можна отримати хвильові рівняння для напруги і струму в лінії

/З/44444444/4/

Загальні розв"язки хвильових рівнянь можуть бути представлені у вигляді

         /5/

         /6/

Таким ч,ином, струм і напруга у двопровідній лінії являють собою суму прямої і оберненої біжучих хвиль. Швидкість розповсюдження цих хвиль  ,де  сталі, які характеризують середовище між провідниками. Підставляючи розв"язки /5/ і /6/ в рівняння /1/, /2/, можна встановити зв"язок між напругою і струмом у прямій і оберненій біжучих хвилях.

         /7/

де   і називається хвильовим опором двопровідної лінії. Слід пам"ятати, що обернена біжуча хвиля з"являється тільки в обмеженій по довжині  лінії, внаслідок відбиття від кінця лінії. Відношення амплітуд біжучої і оберненої хвиль, а також зсув фаз ніж ними визначаються  квідб - коефіцієнтом відбиття.  Можна показати, що   квідб= /8/

де zn_ - опір навантаження, а z0 - хвильовий опір  лінії.У деяких випадках спостерігається повне відбиття прямої хвилі. Так, лінія,розімкнена на кінці, має і квідб=1 Тобто пряма і обернена хвиля напруги мають однакову амплітуду і зсув фаз між ними дорівнює 0.На кінці лінії напруга подвоюється , а струм дорівнює А для замкненої на кінці лінії zn=0, квідб=-1 маємо подвоєння величини струму і рівні 0 величину напруги.

У випадку повного відбиття прямої хвилі, а також при співпаданні частоти живлячого генератора з частотою одного з власних коливань обмеженої лінії в останній виникають стоячі хвилі.

На відміну від біжучої електромагнітної хвилі, в якій коливання електричного і магнітного полів співпадають по фазі, в стоячій електромагнітній хвилі коливання електричного поля зсунуті по фазі відносно коливань магнітного поля на  .Крім того, пучності електричного поля у стоячій хвилі співпадають з вузлами магнітного поля,і навпаки. Ця обставина зв"язана з тим, що для того, щоб задовольнити вимозі утворення правої трійки для векторів   для відбитої хвилі, у порівнянні з прямою, треба змінити знаки у вектора   , який визначає напрям розповсюдження хвилі, і у одного з векторів    або   . Тоді маємо для прямої хвилі, яка поширюється вздовж:

для оберненої хвилі: . Внаслідок суперпозиції двох хвиль опору маємо:

,

Мета роботи: вивчити закономірності поширення електромагнітних хвиль у двопровідній лінії.

Необхідні прилади: генератор електромагнітних хвиль надвисокої частоти, індикатор поля /приймач/, індикатор струму на лінії, Індикатор напруги на лінії, мікроамперметр, міліамперметр О – 10мв ; вольтметр постійного струму 0 – 300а , вольтметр змінного струму 0 – 10в , ЛАТР, універсальний блок  живлення.

Генератор зібрано за схемою двотактного автогенератора з індуктивним оберненим зв"язком /мал.ЗІ/.

Анодний і сітковий контури являють собою відрізки короткозамкненої  лінії з розподіленими параметрами. Завдяки індуктивному зв"язку анодного і сіткового контурів, на сітки лампи подається високочастотна напруга позитивного оберненого зв"язку. Частота коливань визначається, в основному, параметрами анодного контуру. Для запобігання попадання коливань на джерело анодного живлення застосовується фільтр, який складається з дроселя   і конденсатора C2 . Опір R2 обмежує сіткові струми. Приймач-індикатор /мал.32/

застосовують для дослідження розподілу напруги вздовж основної довгої  лінії. Приймач складений за паралельною схемою детектування і може бути навантажений на магніто-електричний амперметр. Для якісного визначення положення пучностей напруги і струму в довгій лінії можна використовувати простіші Індикатори: неонову лампочку  і  лампочку розжарення з витком зв"язку.

Генератор  живиться від універсального блоку  живлення. Величина анодної напруги 250 ± 10 В і напруги розжарення 6,3±0,5 В. Для узгодження генератора і основної довгої лінії використовується  перемичка на початку  лінії. Переміщуючи  її, слід встановити максимальну напругу в пучності при розімкненій на виході лінії.

Завдання та обробка результатів вимірювань

1. Подати напругу розжарення і анодну від універсального блоку живлення до генератора.

2. За допомогою простіших Індикаторів напруги і струму  ознайомитися з роботою довгої  лінії у двох режимах: . Записати у таблицю дані про положення пучностей напруги і струму. Оцінити довжину хвилі генератора. При  , переміщуючи перемичку  на початку лінії, узгодити генератор  і  лінію.

3. За допомогою приймача-індикатора вивчити розподіл напруги
вздовж лінії при різних навантаженнях на її виході:

а)                                                                 б)
в)                                                                 г)

4. Побудувати залежності струму мікроамперметра I від x для наведених опорів навантаження.

Контрольні питання

І. У чому полягає умова квазістаціонарності  електричного струму?

2. Вивести рівняння, що описують розповсюдження хвиль в двопровідній  лінії.

3. Залежність хвильового опору від геометричних параметрів двопровідної  лінії.

       4. Власні коливання обмеженої двопровідної лінії і умови виникнення стоячих хвиль в двопровідній лінії.  

    

     Список літератури

І. Сивухин Д.В. Общий курс физики: В 3 т.-М., І982.-Т.З.-С.176-190, «50-459.

2. Савельев Й.В. Курс общей физики: В 3 т.-М., І978.-Т.2,-С.220-229; 1979.-Т.З. -С.190-205.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81915. Информация как основа коммуникаций и ее значение в менеджменте 38.97 KB
  Процесс управления рассматривается как процесс восприятия преобразования и передачи информации. Основой управления является принятие решений которые основаны на использовании информации. Степень обоснованности решений зависит от полноты достоверности и своевременности информации. происходит передача информации для принятия и реализации решения.
81916. Сущность и виды коммуникаций 40.32 KB
  Установить взаимосвязь между людьми в организации. Сформулировать общие взгляды на внутреннюю среду организации. Организовать совместную работу коллективов с целью выполнения задач организации. Виды коммуникаций: Вертикальная ϶ᴛᴏ обмен информацией между руководителем и подчиненными; Горизонтальная представляет собой процесс передачи информации между сотрудниками одного уровня; Вербальная процесс общения с целью передачи информации при помощи слов; Невербальная общение с помощью мимики жестов взглядов; Формальная Неформальная...
81917. Коммуникативный процесс в менеджменте 55.81 KB
  Декодирование это перевод символов отправителя в уме получателя. Если символы избранные отправителем имеют точно такое же значение для получателя последний будет знать что именно имел в виду отправитель когда формулировалась его идея. Получатель становится отправителем и проходит через все этапы процесса обмена информацией для передачи своего отзыва начальному отправителю который теперь играет роль получателя. Эффект коммуникационного процесса ϶ᴛᴏ изменение в поведении получателя кᴏᴛᴏᴩые происходят в результате принятия сообщения.
81918. Коммуникативные барьеры и способы их преодоления в менеджменте 41.28 KB
  Содержательные барьеры проблемы в понимании смысла и значения отправленного или полученного сообщения Они делятся в свою очередь на: фонетические использование элементов из других языков и диалектов дефекты речи и дикции невнятность речи нарушения темпа речи наличие значительного количества звуков и словпаразитов; семантические вложение различного содержания использования жаргонов и слешей; стилистические несовпадение стиля речи коммуникатора отправителя с содержанием сообщения; логические различные логические системы...
81919. Стили управления в организации 38.89 KB
  Авторитарный стиль сосредоточение на работе и полное пренебрежение людьми. Авторитарный жесткий стиль может быть оправдан в группе с неразвитыми материальными и высшими потребностями а также в экстремальных ситуациях. Либеральный стиль сосредоточение на человеке стиль невмешательства в дела подчиненных безынициативность ожидание указаний сверху руководитель непоследователен в своих действиях легко поддается мнению других влиянию некомпетентен в решении вопросов его характеризует боязнь принятия решений перекладывание дел...
81920. Сущность, назначение и виды менеджмента 38.81 KB
  Функциональный специальный менеджмент заключается в управлении определенными сферами деятельности организации или ее звеньев управление маркетингом инновациями персоналом. Управление производством управление процессом переработки сырья материалов и полуфабрикатов поступающих на входе в организацию в продукт который организация предлагает внешней среде. Управление маркетингом призвано посредством маркетинговой деятельности по реализации созданного организацией продукта увязать в единый непротиворечивый процесс удовлетворение...
81921. Понятие и необходимость менеджмента 34.13 KB
  Необходимость менеджмента заключается в необходимости постановки организационных целей и определении путей их выполнения координации всех ресурсов необходимых для выпуска продукции организации дела позволяющей наилучшим образом раскрыться возможностям людей корректировки действий там где в этом существует необходимость.
81922. Управление в системе рыночных отношений 36.96 KB
  Функции контроля в такой экономике исполняет механизм конкуренции. Сколько и каких товаров производить по каким ценам их продавать куда вкладывать капиталы все это определяется не распоряжениями сверху а механизмом спроса и предложения прибылью курсом акций ссудным процентом курсом валют Менеджмент в рыночных условиях представляет собой средство рационального управления экономикой прежде всего экономикой в масштабах организации фирмы предприятия.
81923. Менеджмент и предпринимательство 37.56 KB
  Предпринимательство инициативная деятельность направленная на насыщение рынка товарами услугами и на получение прибыли или личного дохода и осуществляемая от своего имени на свой риск и ответственность. Предпринимательство предшествует менеджменту.