Bài giảng Trường điện từ: Chương 5 - Lê Minh Cương

Bài giảng Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết và ứng dụng của đường dây cung cấp cho người học các kiến thức: Mô hình đường dây, đường dây với nguồn điều hòa, đường dây với nguồn xung. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Ch 5: Lý thuyết ứng dụng đường dây CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung chương 5: 5.1 Mô hình đường dây 5.2 Đường dây với nguồn điều hòa 5.3 Đường dây với nguồn xung CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 5.1: Mơ hình đường dây conducting-plate y d x z dielectric slab w CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt a) Khái niệm:  Hệ thống dẫn truyền TĐT biến thiên định hướng dùng dây dẫn Đường dây (Transmission Line)  Các loại đường dây :  Sóng điện từ truyền đường dây có dạng sóng phẳng mang theo tín hiệu  Bước sóng tín hiệu từ mm (mạch siêu cao tần) đến km (điện cơng nghiệp) CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt b) Mơ hình đường dây :  Chuyển đổi: Để tính E H bên cáp ? Xác định u(z,t) i(z, t) i(z,t) + u(z,t) - Mơ hình đường dây CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 i(z,t) https://fb.com/tailieudientucntt c) Các thông số đơn vị đường dây :  Xét đoạn z = mạch tương đương R z = điện trở đoạn dây … ℓ z z0 : u u+ CuuDuongThanCong.com u Vẽ đồ thị theo z EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 78  VD 5.3.3: Tìm u(z, t0), i(z, t0) Đường dây không tổn hao, e(t) = 100.u(t) V, R1 = 40Ω, R2 = 120Ω Xác định phân bố áp dòng t0 = 2,5µs ? Giải = 60Ω, T = 1µs  Dựng giản đồ bounce áp: ℓ z 60V 1µs 20V 40 60 40 60 0,2 120 60 120 60 2µ -4V 3µs 4µ u 60 u -4/3V … t CuuDuongThanCong.com u + 100 406060 60V EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 20V 4V 79  VD 5.3.3: Tìm u(z, t0), i(z, t0) (tt)  Phân bố áp t0 = 2,5µs: = 60Ω, T = 1µs z0 ℓ z 60V u(z),V 80 1µs 76 20V 2µ 2,5µs -4V z ℓ/2 ℓ t Có z0 = ℓ/2 CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 80  VD 5.3.3: Tìm u(z, t0), i(z, t0) (tt)  Dựng giản đồ bounce dòng: i + i … 60 60 = 60Ω, T = 1µs 1A 20 60 1/ 3A ℓ z ℓ z 1A 60V 1µs 1µs -1/3A 20V 2µ 2µ -1/15A -4V 3µs 4µ 1/45A 3µs 4µ t -4/3V t CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 81  VD 5.3.3: Tìm u(z, t0), i(z, t0) (tt)  Phân bố dòng t0 = 2,5µs: = 60Ω, T = 1µs z0 ℓ z 1A i(z),A 2/3 1µs 3/5 -1/3A 2µ 2,5µs -1/15A z ℓ/2 ℓ t Có z0 = ℓ/2 CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 82  VD 5.3.4: Khi tác động xung chữ nhật Đường dây không tổn hao, e(t) = 100[u(t) – u(t – 1µs)]V, R1 = 40Ω, R2 = 120Ω Xác định: (a) Giản đồ bounce điện áp? (b) Điện áp cuối đường dây ? (c) Phân bố áp t0 = 2,25µs ? Giải = 60Ω, T = 1µs a) Dựng giản đồ bounce áp:  Dùng xếp chồng: e(t) e1(t) 100 100 t e2(t) 1µs t = 1µs + 1µs t -100 CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 83  VD 5.3.4: Khi tác động xung chữ nhật  Với tín hiệu e2(t), giản đồ bounce đơn giản trễ 1µs đảo dấu giá trị sóng điện áp 1 – = 60Ω, T = 1µs 60 V 60 16 – 16 15 –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 z=0 CuuDuongThanCong.com – 16 3 z EM-Ch5 80 z= l https://fb.com/tailieudientucntt 84  VD 5.3.4: Khi tác động xung chữ nhật b) Áp cuối đường dây: = 60Ω, T = 1µs Khi < t < 1µs: u2 = Khi < t < 2µs: u2 = 80V Khi < t < 3µs: u2 = 0 Khi < t < 4µs: u2 = – 16/3 V u2(t) V 60 V 60 16 – 16 15 –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 z=0 t(µs) t, s 80 –1 S 80 – 16 z https://fb.com/tailieudientucntt z= l -16/3 EM-Ch5 CuuDuongThanCong.com 85  VD 5.3.4: Khi tác động xung chữ nhật c) Tại t0 = 2,25µs: đường t = t0 cắt giản đồ bounce điểm Có: z1 = ℓ/4 &z2 = 3ℓ/4 = 60Ω, T = 1µs Khi < z < z1: u(z) = 16V Khi z1 < z < z2: u(z) = 20V Khi z2 < z < ℓ: u(z) = u (z) V t, s 20 16 ℓ/4 CuuDuongThanCong.com 3ℓ/4 z2 60 V 60 16 – 16 15 –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 z=0 z –1 z1 S 80 – 16 https://fb.com/tailieudientucntt z z= l ℓ EM-Ch5 86 ... R/h = 159 .7792 ohm/m Gamma= 1.78881+ 25. 252 i /m alpha= 1.7888Np/m beta= 25. 252 rad/m Zo = 44.660 8-3 .1637i ohms loss=0.027942 /m lossdb= 15. 5374 dB/m EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 12 5. 2 Đường... CuuDuongThanCong.com + Z2 U U(z) - - I2 + ( ,Zo ) U1 Eg I(z) jβz Zz - jβz jβz Ue - jβz Ie U1 Z0 U I + z=l d=0 + U I - - (+)wave (-) wave EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 17  Áp-dòng (lgiác) theo ĐK... + _ E m Z0 Z2 75 j 75 75 0, 447 63, 4o 75 j 75 75  Hệ số phản xạ đầu đường dây: 2 CuuDuongThanCong.com 0,447 (63,4 2λ λ8 ) 0,447 EM-Ch5 https://fb.com/tailieudientucntt 26,6o 25 5.2.3: Trở kháng