首页动力电气电气工程电路原理 19 第十九章 分布参数的电路1.pptx

19 第十九章 分布参数的电路1.pptx

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本课件讲分布参数电路:从分布参数与集总参数的区别出发,建立均匀传输线的微分方程,说明其正弦稳态解、行波与特性阻抗,并讨论传播系数与终端匹配问题。,配合例题与波形图一起看,更容易把握本章的分析思路。

第19章 分布参数的电路封面,标示本章主题与所涵盖的分布参数与集总参数的区别、均匀传输线的微分方程、正弦稳态解与行波
延时时间,说明本页电路图与公式推导的要点,围绕参数电路展开
负载,说明本页电路图与公式推导的要点,围绕传输线展开
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第1页:第19章 分布参数的电路封面

第19章 分布参数的电路封面

例:室内1500m电线f =50 Hzu1u21500m++--1500m的输电线处理为集总参数电路延时时间u1≈u2§1.分布参数和分布参数电路第19章分布参数的电路实际电路中参数具有分布性,必须考虑参数分布性的电路,称为分布参数电路

第2页:延时时间

延时时间

1500km的输电线处理为分布参数电路1500km的输电线u1u21500km++--延时时间

第3页:负载

负载

xx+dxdxxus负载+-x=0i2xG0dxC0dxR0dxL0dxu2i(x,t)u(x,t)x+dx+--+§2.均匀传输线及其方程

第4页:沿线电压减少率等

沿线电压减少率等

于单位长度上电阻和电感上的电压降。

沿线电流减少率等于单位长度上漏电流和电容电流的和。

对t自变量给定初始条件:u(x ,0) ,i(x, 0)对x自变量给定边界条件:u(0 ,t) ,i(0 ,t)u(l,t) ,i(l,t)解出u,i。

第5页:§3均匀传输线的正弦稳态解

§3均匀传输线的正弦稳态解

一.相量方程t=0xusu(x,t)i(x,t)+-+-有效值和初相位是位移x的函数

第6页:代入方程单位长度串联阻抗单位长度并联导纳

代入方程单位长度串联阻抗单位长度并联导纳

第7页:均匀传输线的正弦稳态解两边对

均匀传输线的正弦稳态解两边对

为均匀传输线的传播系数二.均匀传输线的正弦稳态解两边对x求导特征方程为:解答形式为

第8页:波阻抗

波阻抗

Zc为特性阻抗(波阻抗)由边界条件确定A1,A2始端电压、电流已知终端电压、电流已知解答形式为

第9页:已知始端

已知始端

(1)已知始端(x= 0 )电压、电流将x= 0代入

第10页:已知终端

已知终端

(2)已知终端(x=l)电压、电流将x=l代入方程传输线上距始端距离x处电压、电流为

第11页:已知终端(续)

已知终端(续)

+-+-0x+-lxx'x'0l

第12页:频率

频率

解例已知一均匀传输线Z0=0.427∠79°Ω/km ,频率f=50Hz。

求距终端900km处的电压和电流。

Y0=2.7×10-6∠90°S/km,x'= 900km时。

第13页:

第14页:§4均匀传输线上的行波正弦稳态解

§4均匀传输线上的行波正弦稳态解

为:均匀传输线上的电压,电流可看成由两个分量组成

第15页:第一项瞬时值表达式

第一项瞬时值表达式

为

第16页:第二项电压电流

第二项电压电流

第17页:固定一个位移

固定一个位移

(1)固定一个位移x1,x1为至始端的距离考察第一项u+(2)固定一个时间t1,电压沿线分布为衰减的正弦波。

xt电压随时间正弦变化u,i即是时间t的函数又是位移x的函数表示一个行波。

第18页:两个问题

两个问题

往那移?速度?t = t1xAx1选两个同相位的点观察当t = t1时,A点在x1处。

结论波向x增加的方向移动Ax1+Δxv当t = t1+Δt时,A点在x= x1+Δx处设α=0。

第19页:相位速度同相位点

相位速度同相位点

的移动速度为xvu+为正向行波(入射波)u+为正向行波(入射波):由始端向终端行进的波λ

第20页:第二项

第二项

xv往x减少方向移动由终端向始端行进的波称为反向行波(反射波)

第21页:均匀传输线上电压

均匀传输线上电压

可以看成电压正向行波与电压反向行波的和均匀传输线上电流等于电流正向行波与电流反向行波之差参考方向+-u,u+,u-ii+i-同理

第22页:相量表示

相量表示

§5传播系数和特性阻抗原参数R0Ω/mL0H/mC0F/mG0S/m副参数+-

第23页:传播系数

传播系数

γγ=α+ jβ设距始端x处的正向行波电压设距始端x+1处的正向行波电压波每行进一单位长度幅值是原有幅值的eα分之一,称α为衰减系数相位落后β弧度,称β为相位系数

第24页:相位速度

相位速度

第25页:特性阻抗

特性阻抗

(波阻抗)ZC特性阻抗等于同方向传播的电压波相量与电流波相量之比|ZC|同向传播的电压波和电流波有效值的比θ同向传播的电流波落后电压波的相位差

第26页:§6.均匀传输线上波的反射系数入射波

§6.均匀传输线上波的反射系数入射波

电源端向负载端传播的波正向行波反射波:负载端向电源端传播的波反向行波+-+-0x

第27页:一.反射系数

一.反射系数

n定义:任一点x处反射波相量和入射波相量之比终端x=0终端反射系数

第28页:二.几种特殊情况

二.几种特殊情况

(1)终端接特性阻抗Z2=ZCn= 0无反射波+-+-0x

第29页:线上任一点的阻抗

线上任一点的阻抗

0x电压、电流有效值沿线分布U2I2x= 0x=l终端始端U(x)I(x)U1I1始端

第30页:传输效率功率

传输效率功率

(2)终端开路Z2=∞n= 1全反射

第31页:终端短路

终端短路

(3)终端短路Z2=0n=-1全反射(变号)

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