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標(biāo)題: [分享]交流關(guān)于“直流”和特征阻抗 [打印本頁(yè)]

作者: 天涯奇人 時(shí)間: 2013-3-14 21:50
標(biāo)題: [分享]交流關(guān)于“直流”和特征阻抗
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(hào)頻率也有關(guān)系，所以特征阻抗也還與信號(hào)頻率有一定的關(guān)系。不過(guò)，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(gè)理想模型（無(wú)耗傳輸線）說(shuō)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(huì)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(lái)。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(gè)“點(diǎn)”，開(kāi)始由電源出發(fā)向負(fù)載端（短路）移動(dòng)。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(gè)來(lái)回移動(dòng)的“點(diǎn)”。不同的是，在這里那個(gè)“點(diǎn)”將不停地來(lái)回移動(dòng)。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(gè)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(dòng)和儲(chǔ)存狀態(tài)。

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