Отрезки линии передачи в качестве реактивных элементов (часть 1)


Рассмотрим условия, сложившиеся в точке е на рис. 397, д и 397, и. В этой точке (равно как и во всех других точках, расположенных между d и f) суммарное напряжение опережает суммарный ток на 90°. Это остается справедливым, независимо от того как питается линия со стороны входа и независимо от длины отрезка линии между входом и точкой е. В частности, если линию разрезать в точке е и эту точку сделать входом, то и при этом соотношении напряжения и тока в этой точке будут оставаться такими же, как показано на рисунке. Вследствие того, что ток в этой точке отстает от напряжения на 90°, полное входное сопротивление отрезка линии будет представлять собой реактивное сопротивление индуктивного характера. В точках, расположенных вправо от точки е, суммарное напряжение меньше, а суммарный ток больше, поэтому здесь величина реактивного сопротивления, равного отношению X=U/I будет меньше. Влево от точки е напряжение больше, а ток меньше и реактивное сопротивление на этом отрезке больше. В точке f напряжение равно нулю, а ток велик. Реактивное же сопротивление здесь равно нулю. Это соответствует короткому замыканию. В точке d напряжение велико, а ток равен нулю и входное реактивное сопротивление равно бесконечности. Отсюда видим, что в этой точке (находящейся от места короткого замыкания на расстоянии, равном УД) входное сопротивление линии таково, как если бы она была разомкнута. Влево от узла тока, в точке d, ток опережает напряжение и, например, в точке с входное сопротивление линии представляет собой реактивное сопротивление емкостного характера. Эта емкостная реактивность будет изменяться от бесконечно большой в точке d до пуля в точке b.
Проведенные результаты обобщены на рис. 398, на котором представлены эквивалентные реактивности короткозамкнутого отрезка линии передачи. На рисунке показаны также эквивалентные реактивные сопротивления разомкнутого на конце отрезка линии передачи. Линия, разомкнутая на конце, имеет те же характеристики, что и короткозамкнутая линия, с тем лишь исключением, что на разомкнутом конце поворот фазы на 180° испытывает ток (суммарный ток в месте разрыва цепи должен быть, равен нулю), а напряжение отражается без поворота фазы. Таким образом, графики д и е на рис. 397 могут представлять распределение тока вдоль разомкнутой на конце линии, в то время как графики u и к — распределение напряжения вдоль разомкнутой линии. Здесь в пределах 1/4λ от конца линии ток опережает напряжение так, что входное сопротивление разомкнутой линии представляет собой емкость, как показано на рис. 398. У разомкнутых на конце линий, длина которых больше 1/4λ, но меньше чем λ/2, входное сопротивление индуктивное. На расстоянии 1/4λ от разомкнутого конца напряжение равно нулю, так как ток имеет максимальное значение. Входное сопротивление в этой точке равно нулю, т.е. она представляет собой короткое замыкание.
Отрезки линии передачи в качестве реактивных элементов (часть 1)