рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основы теории кабелей электросвязи

Основы теории кабелей электросвязи - раздел Энергетика, Основы Теории Кабелей Электросвязи Первичные Параметры Цепи ...

Основы теории кабелей электросвязи

Первичные параметры цепи

Основными характеристиками, определяющими величину тока и напряжения в каждой точке симметричной или коаксиальной цепи, являются четырепервичных параметра пе­редачи: активное электрическое сопротивление R, индуктивность L, емкость С и прово­димость изоляции G. Эти параметры равномерно распределены по всей длине цепи.Сле­довательно, кабель связи представляет собой однородную линию с равномерно распре­деленными параметрами. В технике кабелей связи принято определять все параметры на 1 км длины цепи .

Активное электрическое сопротивление кабельной цепи складывается из сопротив­лений двух токопроводящих жил и потерь, обусловленных влиянием электромагнитного поля рассматриваемой цепи на соседние проводники и другие металлические части конст­рукции кабеля (экран, металлическую оболочку и др.).

При расчете активного сопротивления кабельной цепи его удобно представлять в ви­де двух слагаемых: сопротивления постоянному току и сопротивления, вызванного изме­нением электромагнитного поля переменного тока.

Электрическое сопротивление цепи постоянному току, Ом/км, определяется по фор­муле:

(1)

где р - удельное сопротивление металла проводника, равное для меди 0,0175Ом.мм2/м и для алюминия 0,0291 Ом.мм2/м; d- диаметр проводника, мм; / - длина проводника, км; s - пло­щадь поперечного сечения проводника, мм2.

Для определения активного сопротивления и индуктивности кабельной цепи при пе­ременном токе расчетные формулы выводятся из основных уравнений электромагнитного поля.

Индуктивность кабельной цепи складывается из внутренней индуктивности каждого проводника и внешней индуктивности, обусловленной внешним магнитным потоком.

Емкость кабельной цепи аналогична емкости конденсатора, у которого роль обкла­док выполняют токопроводящие жилы (проводники), а диэлектриком служит изолирую­щий их материал.

Емкость кабельной цепи в кабельной технике принято называть рабочей емкостью, в отличие от частичных емкостей, т.е. емкостей между любыми отдельными жилами и жи­лами и оболочкой кабеля.

Проводимость изоляции кабельной цепи складывается из проводимости изоляции по­стоянному току и проводимости изоляции переменному току. Проводимость изоляции постоянному току весьма мала и составляет порядка 1-10-10 МОм •км, поэтому ею обычно пренебрегают.

 

Проводимость изоляции переменному току зависит от проводимости изоляции noстоянному току, диэлектрических потерь и частоты тока.

Явление диэлектрических потерь в конденсаторе характеризуется тем, что ток опере­жает напряжение не на 90° а на угол (90-S). Угол δ называется углом диэлектрических nотерь.

Проводимость, обусловленная диэлектрическими потерями, равна

G1 = ωCtgS, следовательно,

G = G0 + G1 - G0 + ωСtgδ. (2)

 

Как указывалось выше, в кабельных линиях связи величина Go мала по сравнению с G1 поэтому ею можно пренебречь.

Для сложной комбинированной изоляции (диэлектрик плюс воздух) определяется эк­вивалентная величина tgδЭ, которая значительно меньше tgδ сплошного диэлектрика.

Как правило, нормы на сопротивление изоляции (обратная величина проводимости изоляции) даются при температуре 20 °С.

С повышением температуры у всех видов изо­ляции сопротивление понижается.

Первичные параметры передачи цепи (R, L, С и G) зависят от диаметра и материала проводников, расстояния между ними, типа изоляции, температуры и частоты тока.Коли­чественная и качественная характеристики этой зависимости для симметричных и коакси­альных пар несколько различные и будут рассмотрены ниже.

 

Вторичные параметры цепи

При распространении электромагнитной энергии по длинной кабельной линии напряже­ние между проводниками и ток в проводниках не остаются постоянными, а меняются по абсолютному значению и по фазе.

Отношения между током и напряжением в любой точке цепи и током и напряжением в начале цепи зависят от двух параметров - волнового со­противления ZB и коэффициента распространения γ, которые носят название вторичных параметров цепи.Они являются основными показателями, характеризующими электриче­ские свойства цепи.

Волновое сопротивление определяется отношением напряжения к току в любой точке цепи и выражается через первичные параметры по формуле:

Единица размерности - Ом.(3)_

Активное сопротивление R выражено в Ом/км, индуктивность L - в Г/км, емкость С-в Ф/км и проводимость G - в См/км.

В общем виде волновое сопротивление является комплексной величиной. Для всех однородных цепей RL > G/C, поэтому угол волнового сопротивления отрицателен.

При R ≤ ωL и G ≤ ωС, т.е. для частот свыше 5... 10 кГц, волновое сопротивление опре­деляется по следующей упрощенной формуле:

(4)

Коэффициент распространения γ характеризует изменение мощности электромаг­нитной волны при распространении ее по линии и изменение фазы напряжения и тока вдоль линии.

Коэффициент распространения является комплексной величиной, причем

действительная составляющая а определяет затухание, т.е. уменьшение напряжения и то­ка на единицу длины цепи, а мнимая составляющая р характеризует величину изменения фазы напряжения и тока на единицу длины линии.

Коэффициент распространения через первичные параметры выражается формулой:

Где а выражается в Нп/км (1 Нп = 8,69 дБ) и β - в рад/км.

Обычно коэффициент распространения у определяют на 1 км цепи.

 

Затухание цепи на 1 км ( α ) называют коэффициентом затухания, а сдвиг фазы на 1 км ( β ) - коэффициентом фазы.

Коэффициент фазы β рад/км, определяется по формуле:  

Направление вихревых токов в проводнике всегда совпадает с направлением передаваемого на поверх­ности проводника тока. Таким образом, передаваемый ток вытесняется из центра провод­ника на его поверхность.

Это явление называется поверхностным эффектом. Вследствие потерь на вихревые токи активное сопротивление проводника возрастает.

Кроме того, в близкорасположенном обратном проводнике возникают также вихревые токи, которые замыкаются в толще соседнего проводника (рис 1). Направление вихре­вых токов такое же, как у вихревых токов прямого проводника, т.е. в удаленных точках соседнего проводника совпадает с направлением передаваемого тока и в более близких токах противоположно ему. Если по соседнему проводу передается ток противоположно направления (обратный ток), то вихревые токи совпадают по направлению с обратно передаваемым током в более близких точках соседнего проводника и противоположно направлены в удаленных точках.

Таким образом, передаваемый в соседнем проводнике обратно ток фактически вытесняется на ближнюю часть цилиндрической поверхности. Это явление называется эффектом близости (сближения).


б) /
 

Рис.1

Схема образования вихре

вых токов:

а - при поверхностном эффекте;

б - при эффекте близости

(Н - напряженность магнитного noля)

I - рабочий ток;

Iвт. - вихревой ток)


Вследствие потерь на вихревые токи в соседнем проводнике активное сопротивление цепи также возрастает.

Первичные параметры передачи симметричных кабелей

Зависимость первичных параметров передачи от размера проводника

Электрическое сопротивление уменьшается с увеличением диаметра кабеля. d 0,7 0,9 1,2 0,5 1,0 1,5 …  

Зависимость первичных параметров передачи от материала проводников

Величина магнитной проницаемости влияет на величину внутри проводниковой ин­дуктивности жил, изготовленных из магнитных материалов (стали,…

Зависимость первичных параметров передачи от типа изоляции

От типа изоляции зависят параметры С и G. Рабочая емкость С прямо пропорциональна величине еэ a G - тангенсу угла диэлектрических потерь tgS и С.

Зависимость первичных параметров передачи от частоты

10- 4 Зависит только от диаметра проводника d0 и расстояния между проводниками а. … Проводимость изоляции увеличивается прямо пропорционально частоте тока Формула (2) представляет собой уравнение прямой…

Зависимость первичных параметров передачи от температуры

Температурная зависимость активного сопротивления определяется по формуле: Где - сопротивление цепи (проводника) при определенной температуре;

Температурный коэффициент сопротивления для медных проводников 0,004, для алюминиевых проводников 0,0037.

Вторичные параметры передачи симметричных пар Zв, , β, и γ определяются по формулам (3 и.т.д). Так как вторичные параметры являются… Коэффициент затухания α - увеличивается с уменьшением диаметра проводников;

Электромагнитные процессы в коаксиальных парах

Напряженность магнитного поля определяется по закону Био-Савара: Н = l / 2 πr , где I - ток, протекающий внутри окружности с радиусом r. Исходя из закона, следует, что напряженность магнитного поля снаружи…  

Первичные параметры передачи коаксиальных кабелей

тока в остальной части проводников становится незначительной. Индуктивность коаксиальной пары, определяется суммой наружной межпроводниковой… L = LH+ Ld + LD

Неоднородности в цепях связи

Различают неоднородности внутренние - в пределах строительной длины кабеля - и стыковые, обусловленные различием характеристик волнового сопротивления сопрягае­мых длин.

Неоднородности цепи учитываются через коэффициент отражения


 

 

 


где Z'B и Z"в - волновые сопротивления соседних неоднородных участков кабеля; Zв номинальное значение волнового сопротивления цепи. Соответственно величина отклонения волнового сопротивления определяется как AZB = 2pZB.

Реальный кабель можно рассматривать как неоднородную цепь, составленную из отдельных однородных участков. Электромагнитная волна, распространяясь по такому кабелю и встречая на своем пути неоднородность, частично отражается от нее и возвращает к началу линии. При наличии нескольких неоднородных участков волна претерпевает серию частичных отражений.

 

Причины и параметры взаимного влияния между симметричными цепями

Качество передачи сигналов связи по цепям кабельных линий во многом зависит от величины помех в этих цепях.

Помехами называют посторонние токи и напряжения в цепи, частотный спектр которых совпадает со спектром передаваемых по цепи полезных сигналов. Помехи, возникающие в результате электромагнитного влияния параллельных цепей, называют линейными. В случае передачи по параллельным цепям телефонного разговора линейные помехи называют переходным разговором.

Если в цепи, подверженной влиянию, прослушивается и может быть понят смысл разговора, передаваемого по влияющей цепи, то такой переходный разговор называю внятным. Если прослушиваемые в цепи, подверженной влиянию, звуки носят характер речи, но смысл ее распознать нельзя, то такой род влияния называют невнятным переходным разговором. Его относят к шумам, которые могут возникать в цепи и в результат воздействия других причин, например переходов из других каналов данной системы передачи вследствие нелинейных элементов в цепи. К шумам относят также токи и напряжения, обусловленные влиянием внешних электромагнитных полей от линии сильного ток радиостанций, источников электропитания, тепловыми явлениями в лампах, сопротивлениях и т.д.

Наличие шума в каналах при телефонном разговоре понижает разборчивость речи, при передаче других видов сигналов приводит к искажению передаваемых по каналу сигналов или вообще делает невозможным передачу сигналов с необходимой верностью.

При телефонном разговоре по каналу связи особенно недопустимо появление внятного переходного разговора, так как он отвлекает внимание и нарушает секретность телефонной передачи.

 

– Конец работы –

Используемые теги: основы, Теории, кабелей, электросвязи0.08

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основы теории кабелей электросвязи

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Ведение в курс "Основы экономической теории" (Введення в курс "Основи економiчної теорiї)
В працях Ксенофонта 430 355 рр. до н. е Платона 427 347 рр. .о н. Аристотеля 384 322 рр. до н. е а також мислителв стародавнього Риму, нд, Китаю… Але не кожна економчна думка розвиваться у систему поглядв ста економчним… Н в рабовласницькому, н у феодальному суспльств ще не снувало струнко системи економчних поглядв на економчн процеси.…

Лекция 1. Предмет и методология теории государства и права. 1. Предмет и объект изучения теории государства и права. 2. Место теории государства и права в системе общественных и юридических наук
Лекция Предмет и методология теории государства и права... Предмет и объект изучения теории государства и права... Место теории государства и права в системе общественных и юридических наук...

РАЗДЕЛ I. ОБЩИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И МЕТОДИКУ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Основные понятия теории и методики физической культуры
РАЗДЕЛ I ОБЩИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ... ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ... ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И МЕТОДИКУ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ...

Основы планирования. Теоретические основы управления проектами. Основы планирования. Планирование проекта в MS Project 7
Использованная литература В В Богданов Управление проектами в Microsoft Project Учебный курс Санкт Петербург Питер г...

Основы политической теории
Основы политической теории... Дегтярев А А Основы политической теории Учеб пособие Ин т Открытое о во М Высш шк с табл...

Раздел 2. Основы теории вероятностей
Тема Вероятности сложных событий... Лекция Противоположное событие вероятность противоположного события... Независимые события...

ПРЕДМЕТ И МЕТОД ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 1.1. Этапы становления и развития экономической теории
Этапы становления и развития экономической теории... Экономическая наука имеет длительную и богатую историю Ее истоки лежат с... Дальнейшее развитие наука получила у Аристотеля который впервые устанавливает две стороны товара потребительную и...

Раздел 2. Основы теории вероятностей
Тема Схема Бернулли... Лекция Понятие схемы Бернулли формула Бернулли локальная и интегральная... Локальная и интегральная формула Муавра Лапласа в схеме Бернулли...

Основы теории и методики обучения двигательным действиям
В оздоровлении общества медицина пошла главным образом путём «от болезни к здоровью», превращаясь всё более в чисто лечебную,… Как же сохранить своё здоровье, добиться высокой работоспособности,… В спортивных клубах, независимо от возраста, занимаются физической культурой миллионы людей. Спортивные достижения для…

ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ПЕРЕВОДА
Переводческие проблемы античности... Перевод в период раннего средневековья Первые переводы Библии Первые светские переводы в Европе Образование и родной язык...

0.053
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Основы экономической теории. Теория Джона М. Кейнса Капитализм вступает в свою высшую особую и последнюю стадию развития, империализм есть умирающий капитализм австрийская школа Менгер, Баверк, Бисерк… Существует несколько различных определений предмета экономической теории. Марксистское определение.
  • Основы теории защиты информации Но кроме вещества и энергии в жизни человека огромную роль играет еще одна составляющая - информация. Это самые разнообразные сведения, сообщения, известия, знания, умения.В… Информацией владеют и используют её все люди без исключения.Каждый человек решает для себя, какую информацию ему…
  • Конспект лекции по дисциплине: Топливо и топология устройства. Основы теории горения Конспект лекции по дисциплине... Введение Главным источником производства тепловой и электрической энергии являются тепловые электрические станции ТЭС на которых за счет использования...
  • Физические основы современной теории электромагнитного поля Полевая концепция природы электричества является фундаментальной базой классической электродинамики и основана на признании того факта, что… В современной форме такая система дифференциальных уравнений имеет следующий… Важнейшим фундаментальным следствием уравнений Максвелла является тот факт, что и компоненты электромагнитного поля…
  • Основы теории трактора и автомобиля Исходными данными для тягового расчета являются: назначение, тип и тяговый класс трактора, и его конструктивный прототип. Результат тягового расчета используем для подготовки исходных данных для…