1. Trang chủ
  2. » Hoá học lớp 11

Bài giảng Trường điện từ: Lecture 12 - Trần Quang Việt

10 3 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 10
Dung lượng 360,75 KB

Nội dung

L.O.4.1 – Dẫn ra phương trình đường dây mô tả quan hệ áp dòng và các thông số điện trở, điện dẫn, điện dung và điện cảm phân bố.[r]

(1)

Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field

Đường dây truyn sóng và ng dng

Lecture 12

Trường điện từ

Đường dây truyền sóng

Đường dây truyền sóng = vật dẫn song song cách điện

Đường dây truyền sóng truyền dẫn kiểu sóngTEM

Sóng kích hoạt đường dây nhờ đ.áp nguồn Đường dây truyền sóng hệ thống truyền dẫn định hướng

z

0

Vẽ ký hiệu đường dây truyền sóng:

(2)

Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field

Phương trình đường dây

Trường điện từ

L.O.4.1 – Dẫn phương trình đường dây mơ tả quan hệ áp dịng thơng số điện trở, điện dẫn, điện dung điện cảm phân bố

Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH

Xét sóng TEMtrên đường truyền bảng khơng tổn hao

x

E E(z,t).a

y

H H(z,t).a

conducting-plate

dielectric slab

(= 0; ; ) z

H(z,t) E(z,t)

0

d

z y

s(z,t)= E(z,t)

 

+

-+ -+

-s

J (z,t)=H(z,t)az

 

i(z,t)=H(z,t)w u(z,t)=E(z,t)d

E(z,t)=u(z,t)/d H(z,t)=i(z,t)/w Chuyển sóng điện từ thành sóng điện áp sóng dịng điện:

(3)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT

Áp dụng hpt Maxwell:

H rotE μ t       E rotH t       E H μ z t       H E

zt

      u i L z t       i u C z t      

u d i

z w t

 

 

 

i w u

z d t        μd L = w w C = d 

: Điện cảm đv chiều dài : Điện dung đv chiều dài

Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH

Phương trình viết chiều dài z:

0

0

u(z+ z,t) u(z,t) i(z,t)

lim lim[ L ]

z

z z t

           0

i(z+ z,t) i(z,t) u(z+ z,t)

lim[ ] lim[C ]

z

z z t

            i(z,t) u(z,t) u(z+ z,t)=L z

t      u(z+ z,t) i(z,t) i(z+ z,t)=C z

t

 

  

 z+z z

+ -u(z+z,t) u(z,t)

+

-i(z+z,t) i(z,t)

(4)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT

Mơ hình mạch tương đương đoạnz:

z

0 z z+z

Mơ hình mạch cho đường truyền hai bảng KTH

Nhận xét: Sai lệch áp đoạnz điện cảm gây ra, sai lệch dòng điện dung gây

Kết luận: điều cho mơ hình đường dây truyền sóng khác

z

0 z z+z

Mơ hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao

R0z

L0z

G0z

C0z

i(z,t) i(z+z,t)

u(z,t)

+

-u(z+z,t)

+

-Chuyển từ mơ hình khơng tổn hao sang mơ hình có tổn hao:

(5)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Mơ hình mạch cho đường dây truyền sóng có tổn hao

Các thông số đơn vị đường truyền bản:

R0

L0

C0 G0

Parallel-Plate Two-Wire Coaxial

S 2R

w

S R

a 

S

R 1 1 2 a b

 

 

 

μd

w  

1 μ

cosh d/2a 

 

μ

ln b/a 2

εw

d 1 

πε

cosh d/2a   2πε ln b/a w

d 

 

1 π cosh d/2a

 

2π ln b/a

c S

c

πfμ R Re{η}

σ

   •L0: xét điện cảm ngồi

Phương trình đường dây truyền sóng

R0z

L0z

G0z

C0z

i(z,t) i(z+z,t)

u(z,t)

+

-u(z+z,t)

+

-0

i(z,t) u(z,t) u(z+ z,t)=R zi(z,t) L z

t

    

0

u(z+ z,t) i(z,t) i(z+ z,t)=G zu(z+ z,t) C z

t

 

     

 z+z z

+ -u(z+z,t) u(z,t)+

(6)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Phương trình đường dây truyền sóng

0

( , ) ( , )

( , )

u z t i z t

R i z t L

z t

 

  

 

0

( , ) ( , )

( , )

i z t u z t

G u z t C

z t

 

  

 

z z

0

Đường dây không tn hao vin thông

EE 2003: Trường điện từ

(7)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Phương trình đường dây dạng phức

0

u i

L

z t

 

 

 

0

i u

C

z t

 

 

 

với:

   

   

u z, t Re[U ] i z, t Re[I ]

j t j t

z e z e

 

 

 

0

U

L I

d

j

dz   

(phương trình đường dây dạng phức)

0

I

C U

d

j

dz   

U  U(z) I I(z)

 

Giải phương trình đường dây dạng phức

2

2 0

U

( L C ) U 0

d

j

dz   

 

0

U( ) U U

1

I( ) I I

j z j z

j z j z

z Me Ne

z Me Ne

Z

 

 

  

  

   

   

 

  

0 L C

  :Hệ số pha (rad/m)

0 /

ZL C :Trở kháng đặc tính đường dây

0

I U / Z ; I  U / Z

 

 

0 / 1 /

p

(8)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Nghiệm phương trình đường dây theo hướng SL

Áp dụng ĐKB z=0:

g Z Z +

-Eg

+ +

-o

( ,Z ) +

-z = l

d = z

z = d = l

1 I  I  I(z) 

U(z) U2

1 U d 1 U Z I M N M N           

1 1

1 1 U I U 2 U I N U 2 Z M Z                     

(Sóng tới ngỏ vào)

(Sóng px ngỏ vào)

Nghiệm phương trình đường dây theo hướng SL

Nghiệm dạng hàm mũ phức:

+ +

1

+ +

1

U( ) U U U U

I( ) I I I I

j z j z

j z j z

z e e

z e e

                                

1

1

I U /

I U /

Z Z           

Nghiệm dạng lượng giác:

1

1

1

U( ) U cos(βz) jZ I sin(βz) U

I( ) j sin(βz) I cos(βz)

(9)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Nghiệm phương trình đường dây theo hướng LS

Thay g Z Z +

-Eg

+ +

-o

( ,Z ) +

-z = l

d = z

z = d = l

1 I  I  I(d) 

U(d) U

1 U

d

z  d

+ +

1

+ +

1

U( ) U U U U

I( ) I I I I

j j d j j d

j j d j j d

d e e e e

d e e e e

                                           + U

U

2 I  I 

Nghiệm phương trình đường dây theo hướng LS

Nghiệm dạng hàm mũ phức:

2

2

I U /

I U /

Z Z           

Nghiệm dạng lượng giác:

+ jβd jβd +

2

+ jβd jβd +

2

U( ) U U U U

I( ) I I I I

d e e

d e e

                            

2

2

2

U(d) U cos(βd) jZ I sin(βd) U

(10)

EE 2015 : Signals & SystemsElectromagnetics Field Tran Quang Viet – FEEE - HCMUTTran Quang Viet – FEEE – HCMUT Hệsố phản xạáp đường dây

Định nghĩa:

jβd

j2βd

2

jβd

U U

.e 2 d

U U

e

e q 

 

 

G      G  G  

2

2

2

2

U U

Z Z

Z Z q

 

G    G 

 

(0  G21 ) ( –  q< )

Áp dụng điều kiện biên d=0 (tại tải):

+

2 2

+ +

2 2 2

U U U

I I I =(U U ) / Z

 

   

  

 

  

    

2 2

U Z I

Hệsố phản xạáp đường dây

Biểu diễn hệ số phản xạ mặt phẳng phức:

2 G

( )d G

Re Im

2d

2

( )d q 2 d

G  G   G  G2 (d0) G 2 q

 

1 (d ) q 2

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Ngày đăng: 09/03/2021, 02:46

w