Исследование установившегося

СИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА В ДЛИННОЙ ЛИНИИ

Цель работы

Исследование распределения напряжения вдоль линии для различных нагрузок. Измерение длины волны в линии и сопротивление нагрузки.

 

Подготовка к работе

1. Изучить раздел курса по конспекту лекций и учебникам.

2. Рассчитать волновое сопротивление двухпроводной линии по формуле: , где – расстояние между центрами проводов, – диаметр проводов. В работе используется линия, у которой b=30 мм, а d=6 мм. Рассчитать также β и λ.
3. Построить графики распределения действующего значения напряжения вдоль линии, работающей на частоте 500 МГц, для значений сопротивлений R_H1 и R_H2 из таблицы.

4. Найти минимальные длины отрезков короткозамкнутой линии, входные сопротивления которых равны сопротивлениям индуктивности и емкости на частоте 500 МГц. Значения и взять из таблицы.

 

№ бригады
RH1, Ом
RH2, Ом
L, мкГн	0,2	0,5	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,25
С, пФ	2,2	1,5	1,8	0,8	2,5	3,2

 

Описание установки

В работе используется открытая двухпроводная линия, питаемая от генератора с частотой около 500 МГц. Потерями в линии можно пренебречь, а фазовую скорость в ней можно считать равной скорости света. Схематично линия показана на рисунке.

 

В качестве нагрузки в линии используется резистор, который вместе с отрезком короткозамкнутой линии за ним образует комплексную нагрузку линии. Для измерения напряжения между проводами линии используется индикатор (микроамперметр с выпрямителем), который можно перемещать вдоль линии. Вольт-амперную характеристику детектора часто можно считать квадратичной. В этом случае показания прибора пропорциональны квадрату напряжения. Следовательно, относительное напряжение между проводами линии будет пропорционально квадратному корню из показаний прибора . Следует отметить, что абсолютная калибровка показаний индикатора на этих частотах затруднительна. Поэтому возможно только измерение относительных значений напряжения в различных сечениях линии.

В процессе измерения следует находиться как можно дальше от линии, поскольку все близкорасположенные предметы влияют на режим работы линии и могут исказить результаты измерений. Зону влияния тела человека легко определить, поднося руку к линии и наблюдая за изменением показаний индикатора.

 

Выполнение работы

1. Исследование режима в короткозамкнутой линии, измерение длины волны. Установить в конце линии короткозамыкающую перемычку. Перемещая индикатор вдоль линии записать показания прибора и соответствующие им координаты. Измерения проводить через каждые 2 см так, чтобы наблюдать три минимума. По результатам измерений построить график распределения относительного напряжения вдоль линии. Найти положение нулей напряжения в линии и по их расположению определить длину волны в линии.

2. Исследование режима в нагруженной линии. В качестве комплексной нагрузки линии установить резистор и отрезок короткозамкнутой линии за ним длиной 7–8 см, как показано
на рисунке. Записать координату места включения резистора. Установив нагрузку, провести измерение распределения напряжения вдоль линии аналогично п.1. Построить график распределения относительного напряжения вдоль линии. Пользуясь графиком рассчитать величину КБВ и КСВ. По результатам измерений рассчитать комплексное сопротивление нагрузки.

 

Контрольные вопросы

1. Какую линию называют длинной?

2. Какая линия называется неискажающей? Каким условиям должны удовлетворять вторичные и первичные параметры линии, чтобы она была неискажающей?

3. Какую линию называют линией без потерь? Чему равны вторичные параметры линии без потерь?

5. Что называется КБВ и КСВ?

6. Как по результатам измерений можно определить сопротивление нагрузки?

Библиографический список

1. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. 5-изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 527с.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. – М.: Гардарики, 2002.– 638 с.

3. Попов В.П. Основы теории цепей: учебник для вузов.–М.: Высшая школа, 2003.– 575 с.

Содержание

Лабораторная работа №1……………………………………………….1

Лабораторная работа №2……………………………………………….4

Лабораторная работа №3……………………………………………….8

Лабораторная работа №4……………………………………………...10