Slide 1 Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp HCM Chương 5 Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5 1 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2 108 m/s[.]
Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.1 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.108 m/s, ngắn mạch cuối Tại tần số GHz, đường dây tương đương cuộn cảm L = 12,25 nH (a) Tìm chiều dài bé đường dây ? (b) Nếu ℓ = 21,8 cm tần số 100 MHz, tìm L tương đương đường dây ? (Ans: a) cm b) 65 nH ) 5.2 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.108 m/s, ngắn mạch cuối Tại tần số 400 MHz, đường dây tương đương tụ điện C = 11 pF (a) Tìm chiều dài bé đường dây ? (b) Nếu ℓ = cm tần số GHz, tìm C tương đương đường dây ? (Ans: a) 20 cm b) pF ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.3 Cho đường dây không tổn hao, cách điện không khí, trở kháng đặc tính Z0 = 75 Tải cuối đường dây Z2 = 45 + j60 Tìm trở kháng vào đầu đường dây cho trường hợp tần số làm việc chiều dài đường dây: (a) Nếu f = 15 MHz, ℓ = m ; (b) Nếu f = 50 MHz, ℓ = m ; (c) Nếu f = 37,5 MHz, ℓ = m (Ans: (a) 45 – j60 (b) 45 + j60 (c) 225 ) 5.4 Cho hai đường dây khơng tổn hao, trở kháng đặc tính khác nhau, ghép tầng hình vẽ Tại tần số GHz, đường dây 50 dài /4 đường dây 100 dài /8 Tải cuối đường dây ZL = 20 (a) Tìm trở kháng vào Zin hệ ? (b) Xácđịnh Zin tần số làm việc GHz ? (Ans: a) 97.56 – j21.95 b) 500 ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.5 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, phức theo trị biên độ hình vẽ, tìm trở kháng vào đầu đường dây công suất tiêu thụ tải 100 (Ans: 40 – j30 ; 40 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.6 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao phức biên độ hình vẽ VG = 50o V, ZG = 100 , ZR = 300 Tìm: a) Trở kháng vào đầu đường dây ? b) Công suất tiêu tán ZG ? c) Công suất ZR ? Một đường dây phần tư sóng, trở kháng đặc tính Z02, nối tải để hịa hợp đường dây Tìm : d) Giá trị Z02 ? e) Công suất tiêu tán ZG ? f) Công suất ZR ? (Ans: a) 35.3 + j66.2 b)55.1mW c)19.45mW d)150 e) 40.8mW f)30.61mW ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.7 Cho mạch điện chứa đường dây khơng tổn hao hình vẽ , tìm: a) Hệ số phản xạ cuối đường dây ? b) Trở kháng vào đầu đường dây ? c) Vectơ phức áp đầu đường dây ? d) Công suất cuối đường dây ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.8 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao phức biên độ hình vẽ Ė = 340o V, Zn = 100 , ZL1 = 40 – j30 , ZL2 = 100 + j50, Z0 = 50 , ℓ = /4, ℓ1 = /2, ℓ2 = 3/4, Tìm: a) Hệ số sóng đứng đường dây ℓ ? b) Công suất phát nguồn ? c) Công suất nhận tải ? Zn + _ Ė ℓ Z0 ℓ1 Z0 ℓ2 Z0 ZL1 ZL2 (Ans: a) 3.81 b) 2.17 W c) 0.361W and 0.903 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.9 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 50 Tải cuối đường dây Z2 = 30 – j60 Bước sóng tín hiệu đường dây = cm Tìm: (a) Hệ số phản xạ cuối đường dây ? (b) Hệ số sóng đứng đường dây ? (c) Vị trí điểm cực đại áp gần tải ? (d) Vị trí điểm cực đại dịng gần tải ? (Ans: a) 0.632-71.6o b) 4.44 c) 2cm d) 0.75cm ) 5.10 Cho mạch chứa đường dây không tổn hao, tìm: Hệ số sóng đứng đường dây, cơng suất cuối đường dây, điện áp cuối đường dây ? (Ans: ; 22.22 W ; 52.72.68 V ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.11 Cho nguồn e(t) = cos(t) V, tần số f = 30 MHz, nội trở Rs = 30 , nối với đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ = 1m, điện cảm đơn vị L0 = 0,5 µH/m, điện dung đơn vị C0 = 200 pF/m Tải cuối đường dây ZL = 100 Tìm: trở kháng đặc tính, vận tốc pha, hệ số phản xạ cuối đường dây, hệ số sóng đứng đường dây, trở kháng vào đầu đường dây, điện áp công suất tải ? Do đường dây không tổn hao, chứng tỏ công suất tải công suất nhận đầu đường dây ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.12 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 60 Tải cuối đường dây mạch RLC nối tiếp: R = 30, L = 1H, and C = 100pF Tìm hệ số sóng đứng SWR dmin ứng với tần số nguồn (rad/s) : (a) = 108; (b) = 2.108; and (c) = 0,8.108 ? Ans: (a) 2,0; (b) 14.94, 0.309; (c) 3.324, 0.115 5.13 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 60 , tải ZL Tìm ZL cho trường hợp: (a) SWR = 1,5 tải điểm cực tiểu áp; (b) SWR = điểm cực tiểu áp liên tiếp 3cm 9cm tính từ tải; (c) SWR = điểm cực tiểu áp liên tiếp 3cm 7cm tính từ tải Ans: (a) (40+j0); (b) (180+j0); (c) (48+j36) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.14 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao phức biên độ có: chiều dài ℓ = 0,75m, trở kháng đặc tính Z0 = 75 , vận tốc pha vp = 2.108 m/s Biết Ů2 = 1590o V, Z1 = 37,5 , Z2 = 150 tần số làm việc f = 100 MHz Tìm: a) Công suất tiêu tán Z2 ? b) Công suất phát nguồn ? Ans: (a) 0.75 W (b) 1.219 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.15 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có chiều dài ℓ = 0,6 , trở kháng đặc tính Z0 = 75 , phức theo trị biên độ Biết: Ė = 100o V, Z1 = 75 , Z2 = 100 + j100 Tìm: a) Điện áp Ů2 công suất Z2 ? b) Giá trị Umax liệt kê vị trí cực đại áp đường dây ? Ans: (a) 7,02159o(V); 0.123 W (b) 7,56 V; [0,0642; 0,5642] ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.16 Cho mạch chứa đường dây không tổn hao, phức theo trị biên độ Biết: 2Z01 = Z02 = 100 , hai tải RL1 = RL2 = 50, tìm cơng suất tiêu thụ tải ? Ans: PL1 = 100 W; PL2 = 25 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.17 Cho mạch điện chứa hai đường dây khơng tổn hao phức biên độ, có trở kháng đặc tính Z01 = 2Z02 = 100 Biết Vg = 100o V, Zg = 100 + j100 tải ZL = 50 + j50 Xác định : a) Công suất tiêu tán tải ZL ? b) Điện áp dòng tải ? Ans: (a) 0.125 W (b) – j5V; – 0.05 – j0.05 A ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.18 Cho hệ chứa hai đường dây không tổn hao phức biên độ Đường dây có chiều dài ℓ1 = 0,8, trở kháng đặc tính Z01 = 75 Đường dây có chiều dài ℓ2 = 0,4, trở kháng đặc tính Z02 = 50 Biết Ė = 100o V, Z1 = 75 tải Z2 = 50 Xác định : a) Trở kháng vào Zin1 Zin2 b) Các điện áp Ů1, Ů12, Ů2 c) Công suất phát nguồn áp, công suất Z1 Z2 ? d) Chứng tỏ có sóng phản xạ đường dây ? Tìm hệ số sóng đứng đường dây Ans: (a) 100,5 - j24,6; 50 (b) 5,84-5,8o(V); 472o(V); 4-72o(V); (c) 0.28W; 0,12W; 0,16W (d) 1,5 ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.19 Cho hệ chứa hai đường dây không tổn hao phức biên độ Hai đường dây có chiều dài ℓ1 = ℓ2 = 0,3 trở kháng đặc tính Z01 = Z02 = Z0 = 50 Biết Ė = 1000o V, Z1 = 50 , tải Z2 = 50 + j25 R3 = 30 Xác định : a) Trở kháng vào Zin điểm b) Các điện áp Ů1, Ů3, Ů2 c) Công suất phát nguồn áp, công suất Z1, R3 Z2 ? Ans: (a) 98,7 – j68,6 (b) 73,4-10o(V); 24,6-114,4o(V); 32,2161o(V); (c) 27,7W; 9,3W; 10W; 8,3W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.20 Cho mạch điện chứa đường dây khơng tổn hao có: chiều dài ℓ = 300 m, trở kháng đặc tính Z0 = 50 vận tốc pha vp = 3.108 m/s Biết R1 = Z0 R2 = 2Z0 a) Dựng giản đồ bounce xác định u(z, t) i(z, t) < z < ℓ , t > biết e(t) = (t) ? Viết biểu thức u(ℓ/2, t) i(ℓ/2, t) ? b) Vẽ dạng u(ℓ/2, t) < t < s e(t) = 60u(t) V ? Cho biết trị xác lập áp dòng đường dây ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.21 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, biết e(t) = 60(t) V, R1 = 60Ω Dạng áp z = 300m < ℓ cho bên a) Xác định Z0 ? b) Xác định 2 R2 ? c) Xác định ℓ ? d) Vẽ giảng đồ bounce dòng điện xác định i(z, t) với < t < 10s ? Ans: 30; 10; 1050m; i(z,t) = 2/3(t – z/v)+ 1/3(t + z/v – 7) – 1/9(t – z/v – 7)A ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.22 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, khóa K đóng lại t = Biết E = 15 V, R1 = 50, R2 = 40 Đường dây có trở kháng đặc tính Z0 = 100, chiều dài ℓ = 3m, vận tốc pha vp = 1,5.108 m/s a) Dựng giản đồ bounce áp dòng đường dây < t < 100 ns b) Vẽ dạng tín hiệu u2(t) i(z = 1m,t) < t < 100ns (Đáp số trang sau) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.22 Đáp số: Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM Chương 5: Lý thuyết đường dây ứng dụng 5.23 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, vẽ dạng áp dòng đường dây < t < 80s ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM