Коэффициент распространения.

Электромагнитная энергия, распространяясь вдоль линии, уменьшается по величине от на­чала к концу линии. Ослабление, или затухание, энергии объяс­няется потерями ее в цепи передачи. Следует различать два вида потерь энергии: в металле и в диэлектрике. При прохождении тока по кабельной цепи происходит нагревание токопроводящих жил и создаются тепловые потери энергий. С ростом частоты эти потери увеличиваются: чем больше активное сопротивление цепи, тем больше потери энергии в металле. Потери энергии в диэлектрике обусловлены несовершенством применяемых ди­электриков (бумаги, резины и др.) и затратами энергии на ди­электрическую поляризацию. Все эти потери учи­тываются посредством коэффициента распространения g.

Коэффициент распространения g является комплексной вели­чиной и может быть представлен в виде суммы действительной и мнимой частей ее:

(9)

При передаче сигналов связи параметры a и b характеризуют соответственно затухание и изменение фаз тока, напряжения и мощности на участке кабельной цепи длиной 1 км и называются

коэффициентом затухания и коэффициентом фазы. Коэффици­ент распространения g=a+ib одновременно определяет измене­ние сигнала как по абсолютной величине, так и по фазе на 1 км длины кабеля

;

U₀ - значение напряжения в начале линии

U_l - значение напряжения в линии на расстоянии l

3.3. Скорость распространения электромагнитной энергии по це­пям связи.

Электромагнитная энергия распространяется по ли­нии с определенной скоростью. Посланный в линию сигнал до­стигает конца ее лишь через соответствующий промежуток вре­мени. Скорость распространения зависит от параметров цепи и частоты тока. Она определяется из выражения.

Из этой формулы видно, что скорость распространения яв­ляется функцией частоты и коэффициента фазы b, ко­торый в свою очередь зависит от первичных параметров линии. Таким образом, если затухание цепи определяет качество и даль­ность связи, то коэффициент фазы b обусловливает скорость движения энергии по линии.

IV. ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРВИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ

Рассмотрим графики зависимости первичных параметров линий связи R, L, С, G от частоты, диаметра проводника и рас­стояния между проводниками.

1.С увеличением частоты (рис. 5.19) значения параметров:

R и G - возрастают за счет потерь в проводниках на вихревые токи и в

изоляции на диэлектрическую поляризацию,

L - индуктив­ность уменьшается, так как из-за поверхностного эффекта

уменьшается внутренняя индуктивность проводника.

С емкость от частоты не зависит.

2. При увеличении расстояния между проводниками (рис. 2):

R – уменьшается за счет потерь на эффект близости:

C – уменьшается так как проводники удаляются друг от друга и умень­-

шается их взаимодействие;

L – увеличивается так как увеличивается площадь контура, пронизываемого

магнитным потоком;

G - уменьшается так как растет объем диэлектрика.

 

 

 

3. С увеличением диаметра про­водников (рис. 5.21) значения пара­метров С и G – растут;

L - умень­шается.

R - изменение активного со­противления имеет сложный харак­тер. Это обусловлено тем, что с увеличением диаметр а проводника сопротивление постоянному току резко уменьшается, а сопро­тивление за счет поверхностното эффекта и эффекта близости растет. Поэтому вначале R снижается резко, а затем снижение замедляется.

Зависимость от температуры

Теоретически от температуры зависят все четыре первичных параметра. Однако практически следует учитывать лишь тем­пературную зависимость активного сопротивления. Изменение от температуры L, С, G весьма незначительно.

Температурная зависимость активного сопротивления цепи определяется по формуле