В этой части рассмотрим процесс в короткозамкнутой линии.
Картинка:
оцифровка по оси икс в десятках наносекунд, по оси игрек в попугаях -:);
сигнал в точке кт1 вначале линии; сигнал в точке кт4 трансформатора Тр4 в конце линии;
сигнал в точке кт2 трансформатора Тр2; сигнал в точке кт3 трансформатора Тр3; синхро. - синхронизация. Контакт в конце линии замкнут.
Следует иметь в виду, что длина витой пары точно не измерялась и метрологические свойства осциллографа "так себе", полученные величины носят приблизительный характер. Что, на мой взгляд, не мешает пытаться понять суть явления.
По по линии кт1 видим, что "отраженный" импульс имеет противоположную полярность (как и написано в учебниках).
Вычислим скорость распростронения импульса:
Длина линии 51 м, время туда - сюда 574 нС, 102 м/504нС= 0,2 м/нС.
Отсюда импульс в проводнике занимает : 0,2 м/нС * 100 нС = 20 м
Вычислим "теоретический" ток импульса в начале линии:
Амплитуда импульса 5вольт, волновое сопротивление 100 Ом, 5/100=0,05 А.
Аналогично вычислим ток "отраженного" импульса: 1,93/100=0,0193 А.
Видим, что затухание по напряжению 5/1,93=2,59 раза, 2,59/102=0,026 коффициент затухания на погонный метр.
Вычислим ток в конце линии:
Амплитуда импульса в кт4 0,35 вольт, 0,35/10=0,035 А
(использовано свойство трансформатора, трансформировать сопротивления, как квадрат коффициента трансформации)
Сравним "теоретический" ток с вычисленным (0,035 А):
0,05/(51*0,026)=0,0377 А, видно не плохое соответствие.
Определим энергию:
5вольт*0,05ампер*100наносекунд=25 наноджоуль
Определим массу:
Для начала вспомним формулу нахождения кинетической энергии: Ек=(м*v^2)/2.
Нам известны скорсть-0,2 м/нС, энергия-25 нДж. Отсюда масса: 1,25*10^-24 кг (Йокто)
Оценим плотность:
Процесс происходит в витой паре проводов диаметром 1мм по изоляции, протяженность
20 м, объем 3,1415926535897932384626433832795e-5 м^3. Плотность 3,9788735772973833942220940843129e-20 кг/м^3
Вычислим ток в "положительном" проводнике линии:
Амплитуда импульса в кт2 0,194 вольт, 0,194/10=0,0194А
Вычислим ток в "отрицательном" проводнике линии:
Амплитуда импульса в кт3 0,243 вольт, 0,243/10=0,0243А
Амплитуда импульса в кт4 0,35 вольт, 0,35/10=0,035 А
И получаем интересный результат: ток в конце линии равен сумме токов в "положительном" проводнике и
в "отрицательном" проводнике.
В третьей части рассмотрим процесс в разомкнутой линии.
Ваш комментарий будет первым
