Bài giảng Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết và ứng dụng của đường dây

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 Nội dung chương 5: 5.1 Mơ hình đường dây 5.2 Đường dây với nguồn điều hòa 5.3 Đường dây với nguồn xung CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 5.1: Mơ hình đường dây conducting-plate y d x z dielectric slab w CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 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 công nghiệp) CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 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) 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+ u Vẽ đồ thị theo z CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 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 dịng 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 + 100 406060 60V u 60 u -4/3V … t 20V 4V CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 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 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 t 1/45A 3µs 4µ CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 -4/3V t 81  VD 5.3.3: Tìm u(z, t0), i(z, t0) (tt)  Phân bố dịng 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 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 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 z=0 –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 80 – 16 3 z z= l 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 16 – 16 15 60 V z=0 t(µs) t, s 80 –1 S –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 80 – 16 z z= l CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 -16/3 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 3ℓ/4 60 16 – 16 15 z2 60 V z=0 z –1 z1 S –60 20 –4 20 –20 –4 –4/3 4/15 – 4/3 80 – 16 3 z z= l ℓ CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 86 ...Nội dung chương 5: 5.1 Mơ hình đường dây 5.2 Đường dây với nguồn điều hòa 5.3 Đường dây với nguồn xung CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 5.1: Mô hình đường dây conducting-plate y d x z dielectric... CuuDuongThanCong.com EM-Ch5 28  VD 5.2.4: Trở kháng vào đường dây Đường dây khơng tổn hao, cách điện khơng khí, trở kháng đặc tính Z0 = 50 , ngắn mạch cuối đường dây Tìm chiều dài bé đường dây để trở kháng vào... EM-Ch5 29  VD 5.2.4: Trở kháng vào đường dây (tt) Đường dây khơng tổn hao, cách điện khơng khí, trở kháng đặc tính Z0 = 50 , ngắn mạch cuối đường dây Tìm chiều dài bé đường dây để trở kháng vào