Bài giảng Trường điện từ: Lecture 13 - Trần Quang Việt

[r]

(1)

Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field

Đường dây truyền sóng và ứng dụng (cont)

Lecture 13

EE 2003: Trường điện từ

(2)

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

Giải phương trình đường dây KTH miền t

0

u i

L

z t

 

 

 

0

i u

C

z t

 

 

 

2 2

0 0

2 2

u

L C u

z t

 



 

(phương trình sóng)

 ,   p  p

u z t u t z v  u t z v 

0 0 1/ L C 1/

p

v   m =Vận tốc truyền sóng

     

0 0

, u t z vp u t z vp

i z t

Z Z

 

 

 

0 L / C0

Z  : Trở kháng đặc tính đường dây

Đường dây kết thúc bởi tải thuần trở

Xét đường dây truyền sóng kết thúc tải trở được

kích thích xung (cạnh lên) t=0: S

t = 0

Rg

Eg

Z0, vp R

L

z = 0 z = ℓ

Sự lan truyền sóng điện áp dịng điện TL:

Tại t=0+: đầu đường dây có sóng tới

Rg

Eg

Z0

z = 0 u+

i+

+

-0 g g 0

i =i E /(R Z )

0 0

(3)

Tại t=ℓ/vp: sóng tới cuối đường dây

Z0, vp RL

z = ℓ

uL iL

+

-L L L

u  R i

+ +

L

0 0

u u

(u u ) R

Z Z



  

    

 

L 0 L

L 0

R Z

u

u R Z

 

  

    



 

HS PX áp tải (Load) HS PX dòng tải (Load)

L

i u

 

 



  

Tại t=2ℓ/vp: sóng PX lại tới đầu đường dây

Rg

Eg

Z0, vp

z = 0 u1 i1

+

- 1 g g 1

u E R i

+ +

g g

0 0 0

u u u

(u u u ) E R

Z Z Z

 

   

       

 

g 0 S

g 0

R Z

u

u R Z

 

  

     

 

HS PX áp nguồn (Source) HS PX dòng nguồn (Source)

S

i u

 

 



(4)

Tại t=: TL xác lập (steady state)

iSS

Rg

Eg

RL

z = 0 z = ℓ

u+SS

-g SS

g L

E i

R R





SS L SS

u  R *i

Phương pháp dùng giản đồBounce

Đường dây kích thích nguồn không đổi t=0

S t = 0

40 

100V

Z0= 60

T = ms

RL

z = 0 z = ℓ

120 

Tính thành phần sóng tới đầu tiên:

g

+ + +

0

g 0

E 100

i = =1A; u i 60

R Z  40+60 Z  V

Tính HSPX:

0 0

120 60 1 40 60 1

;

120 60 3 40 60 5

g L

L S

L g

R Z

R Z R Z



  

        

(5)

Giản đồ Bounce điện áp:

1/ 3

L

  1/ 5

S

  

z

t

u 60V

u 20V



u 4V

u=-4/3V

T

3T 2T

4T u 4 /15V



Giản đồ Bounce dòng điện:

1/ 3

L

  1/ 5

S

  

z

t

i 1A

i 1/ 3A

i 1/15A

i=1/45A

T

3T 2T

4T i 1/ 225A

(6)

 Dạng áp – dòng đầu đường dây:

V, V z = 0 76

100 60

0 2 4 6 8

1124 15

t, ms

u(V) I, A

1

0 2 4 6 8

141 225 9

15

t, ms

i(A)

1/ 3

L  

1 /

S

   z

t

i 1A



i 1/ 3A

 

i 1/15A

 

i =1/45A

0A 2/3A T 3T 2T 4T 1A 3/5A 1/ 3 L   1/ 5 S

   z

t

u 60V

 u 20V



u 4V

  u=-4/3V

0V 80V T 3T 2T 4T 60V 76V

 Dạng áp – dòng cuối đường dây:

1/ 3

L  

1 /

S

   z

t

i 1A



i 1/ 3A

 

i 1/15A

 

i =1/45A

0A 2/3A T 3T 2T 4T 1A 3/5A 1/ 3 L   1/ 5 S

   z

t

u 60V

 u 20V



u 4V

  u=-4/3V

0V 80V T 3T 2T 4T 60V 76V

V, V z = l

100 80

0 1 3 5 7

224 3

t, ms

u(V) I, A

1

0 1 3 5 7

(7)

Dạng áp – dòng đường dây:

1/ 3

L  

1 /

S

   z

t

i 1A



i 1/ 3A

 

i 1/15A

 

i =1/45A

0A 2/3A T 3T 2T 4T 1A 3/5A 1/ 3 L   1/ 5 S

   z

t

u 60V

 u 20V



u 4V

  u=-4/3V

0V 80V T 3T 2T 4T 60V 76V V, V 100 80 76

60

0 0.5 2.5 4.5 6.5 224

3

t, ms

z  l

2

u(V) I, A

1

0 0.5 2.5 4.5 6.5 1

2 3 159

28 45

t, ms

i(A)

Dạng áp – dòng thời điểm t:

1/ 3

L  

1 /

S

   z

t

i 1A



i 1/ 3A

 

i 1/15A

i =1/45A

0A 2/3A T 3T 2T 4T 1A 3/5A 1/ 3 L   1/ 5 S

   z

t

u 60V

 u 20V



u 4V

  u=-4/3V

0V 80V T 3T 2T 4T 60V 76V 100

0 l/2 l z

76 80 1

0 l/3 2l/3 l z

2/3