文档介绍：第十八章均匀传输线
§18 –1 分布参数电路
§18 –2 均匀传输线及其方程
§18 –3 均匀传输线方程的正弦稳态解
§18 –4 均匀传输线的原参数和副参数
§18 –5 终端接特性阻抗的传输线
§18 –6 终端接任意阻抗的传输线
§18 –7 无损耗传输线
§18 –8 无损耗方程的通解
§18 –9 无损耗线的波过程
第十八章均匀传输线
§18 –1 分布参数电路
§18 –2 均匀传输线及其方程
§18 –3 均匀传输线方程的正弦稳态解
§18 –4 均匀传输线的原参数和副参数
§18 –5 终端接特性阻抗的传输线
§18 –6 终端接任意阻抗的传输线
§18 –7 无损耗传输线
§18 –8 无损耗方程的通解
§18 –9 无损耗线的波过程
大纲
§18 –1 分布参数电路
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总电路处理,而有关集总元件的端子电流和电压的假定(见§ 1-4)就成立。
§18 –1 分布参数电路
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”就比之“波长”不一定很小了。
当实际电路的尺寸与工作波长接近时,就不能再用集总电路的概念。传输线在三维空间中仅有一个方向的长度有可能与工作波长相比,所以在这种情况下,仍可以用电压和电流为物理量描述其中的电磁过程,但需要用分布(参数)电路的概念进行分析。
§18 –2 均匀传输线及其方程
最典型的传输线是由在均匀媒质中放置的两根平行直导体构成的,其通常的形式如图18-1(a)、(b)、(c)、(d)所示。
图(a)
图(a)为两条架空线
§18 –2 均匀传输线及其方程
图(b)
图(b)为同轴电缆
图(c)
图(c)为二芯电缆
§18 –2 均匀传输线及其方程
图(d)
图(d)是一线一地构成的传输线。
在上述传输线中,电流在导线的电阻中引起沿线的电压降,并在导线的周围产生磁场,即沿线有电感的存在,变动的电流沿线产生电感电压降。所以导线间的电压是连续变化的。
§18 –2 均匀传输线及其方程
另一方面,由于两导体构成电容,因此在线间存在电容电流;导体间还有漏电流,故还有电导电流。
这样,沿线不同的地方,导线中的电流也是不同的。
为了计及沿线电压与电流的变化,必须认为导线的每一元段(无限小长度的一段)上,在线上具有无限小的电阻和电感;在线间则有电容和电导。
这就是传输线的分布参数模型,它是集总参数元件构成的极限情况。
§18 –2 均匀传输线及其方程
由于电阻、电感、电容和电导这些参数是分布在线上的,因此必须用单位长度上传输线具有的参数表示,即:
R0--两根导线每单位长度具有的电阻。其单位为Ω/m(在电力传输线中常用Ω/km)。
L0 --两根导线每单位长度具有的电感。其单位为H/m(或H/km)。
C0 --每单位长度导线之间的电容,其单位为 F/m(或F/km)。
G0 –每单位长度导线之间的电导,其单位为S/m(或S/km)。