g在qq中是什麼意思
電纜行波的反射係數
行波的反射程度可用發生反射的阻抗不匹配點的反射電壓
(
電流
)
與入射電壓
(
電流
)
之比來表示
,
這比值稱為反射係數。設線路波阻抗為
Z
1
,阻抗不匹配點等效阻抗為
Z
2
,見圖
2。5,
則電壓反射係數為
:
ρ
u
=U
f
/
U
i
=(Z
2
-Z
1
)
/
(Z
2
+Z
1
) (2。3)
圖2。5 行波的反射
假定入射波是正向行波
,
則入射電壓與電流波的關係
:
i
i
=U
i
/Z
0
(2。4)
而對應的反射波是反向行波
,
反射電壓與電流波的關係
:
i
f
= -U
f
/
Z
0
(2。5)
由式
2。3
、
2。4
、
2。5
推出
,
阻抗不匹配點的電流反射係數
:
ρ
i
=i
f
/
i
i
=-U
f
/
U
i
=-
ρ
u
可見
,
阻抗不匹配點的電流反射係數與電壓反射係數大小相等
,
符號相反。
下面討論幾種情況下的反射係數。
1、開路
當電纜出現開路點
,
或行波運動到電纜的開路終端時
, Z
2
→∞。根據式
2。3,
由於
Z
1
遠小於
Z
2
,
可以忽略
Z
1
的作用
,
求出電壓反射係數
:
ρ
u
=1
開路造成了電壓的全反射
(
圖
2。6),
電壓反射波與入射波同極性。實際的開路點電壓是入射電壓與反射電壓之和
,
因此出現了電壓加倍現象。
圖2。6 開路端的電壓反射
開路點的電流反射係數為
-1,
反射電流與入射電流大小相等
,
方向相反
,
實際的開路點電流是二者之和
,
因此為零。
開路點的電流為零
,
電壓加倍
,
可解釋為行波達到開路點後
,
由電流攜帶的磁場能量全部轉化為由線路電壓所代表的電場能量。
2、 短路
當電纜中出現短路點時
,Z
2
=0,
根據式
2。3,
求出電壓反射係數
:
ρ
u
=-1
短路點反射電壓與入射電壓大小相等
,
方向相反
(
圖
2。7),
其合成電壓為零。
圖2。7 短路點的反射
短路點電流反射係數為
+1,
反射電流與入射電流相等
,
短路點出現電流加倍現象。
短路點電壓為零
,
電流加倍
,
說明行波到達短路點後
,
電場能量全部轉化成了磁場能量。
3、電纜中出現低阻故障
電纜中間出現低阻故障時
,
見圖
2。8,
電阻兩邊的電纜分別用大小等於波阻抗值
Z
0
的電阻來代替
,
故障電阻
R
f
與第二段電纜的波阻抗值
Z
0
相併聯
,
構成了第一段電纜的負載阻抗
,
即
:
Z
2
= R
f
Z
0
/
(R
f
+Z
0
)
故障點電壓反射係數
:
P
u
=(Z
2
-Z
1
)
/
(Z
2
+Z
1
)=-1/
(
1+2K
)
(2。6)
其中
K=R
f
/Z
0
。
式
2。6
對於分析低壓脈衝在故障點的反射特別有用。
圖2。8 電纜低阻故障點等效電路
4、電感
當電纜負載為一電感時,見圖
2。9
,反射係數不再是一簡單的實數,而是一隨時間變化的量。
可以推出電壓反射係數為:
r
u
=2e
- t/
τ
- 1 (2。7)
其中
τ
=L/Z
0
,
稱為時間常數,
L為電感值。
t=0 ,
ρ
u
=1
t=
τ
,
ρ
u
=-0。26
t
→∞
,
ρ
u
=-1
圖2。9 電感的反射
可見,終端接電感後,電壓反射係數
ρ
u
將隨時間由
+1
向
-1
變化。因為
t=0
時,電壓波剛到達電纜終端,因電感上電流不能突變,電感相當於開路,故反射係數
ρ
u
=1
;而
t
→∞時,電感上電流進入穩態,電壓為零,相當於短路,因此ρ
u
=-1
,見圖
2。10
。電壓反射係數為零的時間,
t
0
=
τ
l
n
2
。
圖2。10 電感的反射係數
5、電容
終端接電容時,圖
2。11
,推出電壓反射係數:
圖2。11 電容的反射
ρ
u
=1-2e
- t/
τ
其中
τ
=Z
0
C
,稱為時間常數,
C為電容值。
可見終端接電容時,反射係數隨時間從
-1
向
+1
變化,
t=0
時,電容上電壓不能突變,相當於短路,故反射係數
ρ
u
=-1
,而當
t
→∞時,電容上電壓已穩定,相當於開路,故反射係數為
1
,見圖
2。12
。
圖2。12 電容的反射係數
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