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[分享]交流 關(guān)于“直流”和特征阻抗

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ID:40652 發(fā)表于 2013-3-4 17:59 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
關(guān)于“直流”和特征阻抗:

特征阻抗是傳輸線的特征參數(shù),與其截面形態(tài)和材質(zhì)有著密切的關(guān)系。由于傳輸線的介質(zhì)特性和信號頻率也有關(guān)系,所以特征阻抗也還與信號頻率有一定的關(guān)系。不過,這不是關(guān)鍵所在(如果以空氣為介質(zhì)的話,其頻率影響基本可以忽略)。下面要討論的是,傳輸線(或一般的輸電線)的直流狀態(tài)是如何建立的,以兩個理想模型(無耗傳輸線)說明之。

如果有一根特征阻抗為50歐姆的電纜(傳輸線),一端短路,另一端接入電源情形會如何?這50歐姆的特征阻抗在期間起了什么作用?

1)設(shè)接入的電源電壓為10V,內(nèi)阻為50歐姆。

接入電源后,傳輸線內(nèi)將由電源射入一列行波。由于傳輸線的特征阻抗為50歐姆,容易知道其行波的電壓為5V,電流為0.1A。此入射行波到達(dá)短路終點(diǎn)后,將反射回來。反射波(也是一列行波,但方向相反)的電壓為-5V,電流為0.1A,其回到電源端后被源端匹配電阻吸收不再反射。如此,可以看到有個“點(diǎn)”,開始由電源出發(fā)向負(fù)載端(短路)移動。此時(shí)此“點(diǎn)”的源邊(向電源那段)電壓和電流分別是5V/0.1A,而其負(fù)載邊(向短路負(fù)載那段)電壓和電流分別是0V/0A。遇短路終點(diǎn)后,此“點(diǎn)”反向行駛。此時(shí)此“點(diǎn)”的源邊(向電源那段)電壓和電流分別還是5V/0.1A,但其負(fù)載邊(向短路負(fù)載那段)電壓和電流分別是0V/0.2A。最終,看到了“直流”穩(wěn)態(tài),即電流等于 10/50 = 0.2 A,電壓等于 0V。

2)設(shè)接入的電源電壓為5V,內(nèi)阻為0歐姆(理性電壓源)。

如上一樣,入射波電壓為5V,電流為0.1A。反射波電壓為-5V,電流為0.1A。不同的是,由于源端電阻為零(交流短路),反射波到達(dá)源端后將繼續(xù)反射(方向和原始入射波一致)。此二次反射波的電壓為5V,電流為0.1A。可以看到,和上面一樣,同樣存在著一個來回移動的“點(diǎn)”。不同的是,在這里那個“點(diǎn)”將不停地來回移動。此“點(diǎn)”源邊電壓始終為5V,而負(fù)載邊則始終為0V。但電流卻在不斷地增加——0A、0.1A、0.2A、0.3A....。



上面描述了兩個特殊情況,感興趣者可以自己分析一下一般情況——如具有任意的源阻抗Rs和負(fù)載RL。其結(jié)論是,將最終收斂到“直流”穩(wěn)態(tài)。進(jìn)一步還可以分析一下上面1)、2)和一般情況下的能量流動和儲存狀態(tài)。
交流地址:http://bbs.21ic.com/forum.php?mo ... st%3D1%26digest%3D1
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