tài liệu điện : quá trình sóng trên đường dây pdf

Ch
Ch
ỉå
ỉå
ng
ng
9:
9:
Qua
Qua
ï
ï
tr
tr
ç
ç
nh
nh
so
so
ï
ï
ng
ng
trãn
trãn
â
â
ỉåì
ỉåì
ng

ng
d
d
á
á
y
y
I) Hãûphỉångtrçnhtruưnsọng:
Âỉåìngdáyl1 pháưntỉíchiãúm1 khongkhänggianräünglåïntronghãûthäúngâiãûndo âọkhnàngsẹtâạnh
vodáydáùnráútlåïn. Khisẹtâạnhlãnâỉåìngdáysnsinhrasọngâiãûntỉìlantruưndctheôỉåìngdáyvgáy
nãnquạâiãûnạptạcdủngnãncạchâiãûncahãûthäúng, lmphạhucạchâiãûn
Såâäưthaythãúcâỉåìngdáydi:
Trongâọ:
f
c
=λ
R
C
r
h
L
dd
2
ln
2 ε
µ
∏
=
G
r

h
C
dd
2
ln
2
ε
∏
=
L_ âiãûncmtrãn1 âånvëdicâỉåìngdáy
L
R_ âiãûntråítạcdủngtrãn1 âånvëdicâỉåìngdáy
C_ âiãûndung trãn1 âånvëdicâỉåìngdáyso våïiâáút
G_ âiãûndáùntrãn1 âånvëdicâỉåìngdáyso våïiâáút
t
i
LRi
x
u
o


+=



Hóỷ phổồngtrỗnhvi phỏnbióứudióựnquaùtrỗnhtruyóửnsoùngtrónõổồỡngdỏy:
t
u
CuG

x
i
o


+=



Nóỳuõổồỡngdỏykhọngcoùtọứnhao(R=0, G=0) thitacoù:
t
i
L
x
u
o


=



t
u
C
x
i


=

Nghióỷmtọứngquaùtcuớahóỷphổồngtrỗnhtróndổồùidaỷngsoùngchaỷynhổsau:
)()(
21
vtxfvtxfu ++=
[ ]
)()(
1
21
vtxfvtxf
Z
i +=
Phổồngtrỗnhtrónla phổồngtrỗnhtruyóửnsoùngkhọngcoùtọứnhao
Trongõoù: f
1
_ thaỡnhphỏửnsoùngtồùi
f
2
_ thaỡnhphỏửnsoùngphaớnxaỷ
mF /
10.9.4
1
9

=
mH /10.4
7
=à

Vồùi:
sm
c
LC
v /10.3
1
8
==
à
)400( <=
C
L
Z
: vỏỷntọỳctruyóửnsoùng
: tọứngtrồớsoùng
II) Truyóửnsoùnggiổợa2 mọitrổồỡng:
Giaớsổớcoù1 soùngtồùiu
t
lantruyóửntrongmọitrổồỡngcoùtọứngtrồớsoùnglaỡZ
1
Z
1
u
f
M
u
t
Z
2
u

k
óỳnõióứmM noùchuyóứnsang mọitrổồỡngcoùtọứngtrồớsoùnglaỡZ
2
.
Khisoùngtruyóửnsang mọitrổồỡngmồùithỗnoùseợxuỏỳthióỷnthaỡnhphỏửnsoùng
khuùcxaỷu
k
õọửngthồỡicoùthaỡnhphỏửnsoùngphaớnxaỷu
f
vóửmooitrổồỡngcuợ
PhổồngtrỗnhõióửukióỷnbồỡtaỷiM:
u
t
+ u
f
= u
k
(1)
I
t
-I
f
= I
k
(2)
Lỏỳyphổồngtrỗnh(2) nhỏnvồùiZ
1
coù:
u
t

-u
f
= I
k
.Z
1
(3)
Lỏỳy(1) + (3) :
2 u
t
= u
k
+ I
k
.Z
1
(4)
Bióứuthổùcnaỡytổồngõổồngvồùisồõọửthaythóỳ
gọửmnguọửnõióỷnaùpbũng2 lỏửnsoùngtồùiu
o
=2u
t
cungcỏỳpcho2 tọứngtrồớZ
1
,Z
2
mừcnọỳitióỳpnhau
(hỗnhbón). oùchờnhlaỡsồõọửthaythóỳtheoqui
từcPeterson, duỡngõóứxaùcõởnhsoùngaùpvaỡdoỡng
khuùcxaỷkhimọitrổồỡngtruyóửnsoùngthayõọứi.

Z
1
I
k
M
u
t
Z
2
u
k
Tổỡsồõọửnaỡytaxaùcõởnhõổồỹccaùcthaỡnhphỏửnsoùngnhổsau:
-Thaỡnhphỏửnsoùngkhuùcxaỷ :
-Thaỡnhphỏửnsoùngphaớnxaỷ :
tt
t
k
uu
ZZ
Z
Z
ZZ
u
u
2
.
2
21
2
2

21
=
+
=
+
=
tttkf
uuuuu .).1( ===
Trongõoù:
-Hóỷsọỳkhuùcxaỷ
-Hóỷsọỳphaớnxaỷ
21
2
2
ZZ
Z
+
=
21
12
)1(
ZZ
ZZ
+

==
1) Xeùtcaùctrổồỡnggiồùihaỷn:
2
=

=
2
Z* Trổồỡnghồỹp1:
Z
1
2u
t
2u
t
u
k
1)1(
=

=


tf
uu =
Hióỷntổồỹngnaỡygoỹilaỡhióỷntổồỹngphaớnxaỷdổồngaùptoaỡnphỏửn
Trổồỡnghồỹpnaỡygỷpồớõỏu?
0
=

0
2
=Z* Trổồỡnghồỹp2:
Z
1
2u

t
U
k
=0
1)1(

=

=


tf
uu =
Hióỷntổồỹngnaỡygoỹilaỡhióỷntổồỹngphaớnxaỷỏmaùptoaỡnphỏửn
Trổồỡnghồỹpnaỡygỷpồớõỏu?
0; =
k
u
R
cọỹt
<< Z
1
Z
1
2) Truyóửnsoùnggiổợa2 mọitrổồỡngcoùgheùpC song song:
Tổồngổùngvồùitrổồỡnghồỹpnaỡytacoùỡsồõọửthaythóỳtheoqui từcPeterson
Z
1
C
M

2u
t
Z
2
U
2
(t)
óứgiaớibaỡitoaùnnaỡytagiaớitheophổồngphaùptoaùntổớLaplaùce
pC
pX
c
1
)( =
GiaớthuyóỳtsoùngtruyóửntheoõổồỡngdỏyZ
1
coùdaỷngvuọnggoùc,õọỹdaỡisoùngvọhaỷn:
constuu
t
==
0
Phổồngtrỗnhcỏnbũngõióỷnaùpcoùdaỷng:
22
2
12
10
22 uu
Z
Z
dt
du

CZuu
t
++==
BióỳnradaỷngtoaùntổớLaplace:
)()()(
2
22
2
1
21
pupu
Z
Z
pupCZ
p
u
t
++=
)1(
1
.
2
.
)(
2
)(
21
2
2121
2

2
c
t
t
pTpZZ
Z
u
ZZZCpZp
Zu
pu
++
=
++
=
Trongõoù:
21
21
ZZ
ZCZ
T
c
+
=
vaỡ
c
T
t
c
e
pTp

+
1
)1(
1
)1.(.)(
2
c
T
t
t
eutu

=
: hũngsọỳthồỡigiantruyóửnsoùngqua õióỷndung C
NhổvỏỷyổùngvồùimổùccaùchõióỷnõaợchoỹntachoỹnõổồỹcC nhổthóỳnaỡoõoùõóứgiaớmõọỹdọỳcxuọỳng.
aớmbaớoyóucỏửucỏửnthióỳtkhọnggỏyhoớngcaùchõióỷndoỹc
3) Truyóửnsoùnggiổợa2 mọitrổồỡngcoùgheùpL nọỳitióỳp:
Tổồngổùngvồùitrổồỡnghồỹpnaỡytacoùỡsồõọửthaythóỳtheoqui từcPeterson
Z
1
L M
2u
t
Z
2
U
2
(t)

óứgiaớibaỡitoaùnnaỡytagiaớitheophổồngphaùptoaùntổớLaplaùce
pLpX
L
=)(
GiaớthuyóỳtsoùngtruyóửntheoõổồỡngdỏyZ
1
coùdaỷngvuọnggoùc,õọỹdaỡisoùngvọhaỷn:
constuu
t
==
0
Z
1
Z
2
p
u
pu
t
t
= )(
)1(
1
.
2
.
)(
2
)(
21

2
21
2
L
t
t
pTpZZ
Z
u
ZZLpp
u
pu
++
=
++
=
Trongõoù:
21
ZZ
L
T
L
+
=
)1.(.)(
2
L
T
t
t

eutu

=
: hũngsọỳthồỡigiantruyóửnsoùngqua õióỷncaớmL
TrongthổỷctóỳngổồỡitacoùthóứchoỹngiaùtrởL thờchhồỹpõóứgiaớmõọỹdọỳcsoùngtruyóửnsang
mọitrổồỡngmồùiõóỳn1 mổùcõọỹthờchhồỹp.
4) Truưnsọngcúiâỉåìngdáycọghẹpchäúngsẹtvan:
Chialm2 trỉåìnghåüp:
Z
1
M
M
2u
t
R
csv
U
2
(t)
a) Khichäúngsẹtvan chỉaphọngâiãûn
(SọngtruưntỉìZ
1
âãúnZ
2
= )
∝
Lụcâọâiãûnạptai M tàngâãún2u
t
Z
1

u
t
b) Khichäúngsẹtvan phọngâiãûn
2u
t
càõtâàûctênhVolt -GiáytảithåìiâimnothçCSV phọngâiãûntảithåìiâiãømâọ.
Lụcniãûntråíphi tuúnR âỉåücghẹpnäúivomảch; diãûnạptạcdủnglãnchäúng
sẹtvan âỉåücxạcâënhtheoquytàõcPeterson:
2u
t
=u
2
+Z
1
.I
csv
(Hçnhtrangsau)
u
2
(t) báygiåìthỉûccháútlâiãûnạptạcdủnglãnâiãûntråíphi tuúnR cachäúngsẹt
van thỉåìngâỉåücgilu
dỉ
cachäúngsẹtvan.
*Trçnhbycạchxạcâënhu
2
(t), i
csv
(t):
Z
1

.i
csv
t
U
2
(i
csv
)
i
Z
1
. i
csv
+ V-A
2U
t
(t)
i
u
a
1
a
2
a
3
U
2
(t)
I
csv

(t)
TrãngọcthỉïI vhãûtrủctoảâäüu,i. TrãnâọvâỉåìngâàûctênhV-A caCSV: U
2
(i
csv
) vâỉåìngbiãøu
diãùnâiãûnạpgiạngtrãntäøngtråísọngZ câỉåìngdáyZi. Cäüngtungâäüca2 âàûctênhâọvåïinhaus
cọâỉåìngcong u
2
+Zi
TrãngọcthỉïII vhãûtrủctoảâäüu,t. TrãnâọvâỉåìngâàûctênhV-s casọngtåïi: U
t
(t) vâỉåìng2 U
t
(t)
Tải1 thåìiâiãømt nôọsxạcâënhâỉåücâiãøma trãnâỉåìng2u
t
(t), tỉìa kâỉåìngthàóngsong songtrủc
honhsxạcâënhâỉåücâiãømb trãnâỉåìngcong u
2
+Zi. Tỉìb vâỉåìngthàóngsong songvåïitrủcu, nọs
càõtâàûctênhV-A caCSV tảic.Tỉìc vâỉåìngthàóngsong songvåïitrủchonhvxạcâënhâỉåücâiãømd
ỉïngvåïithåigiant. Tungâäücâiãømd chênhlâiãûnạptrãnCSV tảithåìiâiãømt.
5) Quytừcsoùngõúngtrở:
Trónthổỷctóỳcoùthóứgỷpnhióửuphỏửntổớõổồỡngdỏycuùngnọỳivaỡo1 õióứmnuùtmaỡtaỷiõióứmnuùtõoùcoù1
phỏửntổớcoùtọứngtrồớsoùnglaỡZ
x
.
Coùn õổồỡngdỏy, lỏửnlổồỹtcoùtọứng
trồớsoùnglaỡZ

1
,Z
2
, ,Z
n
Vaỡtrónõổồỡngdỏyõoùcoùlỏửnlổồỹt
caùcsoùngtồùilaỡ: u
1x
,u
2x
, ,u
nx
Z
1
u
x1
Z
x
u
tx
Z
2
u
x2
u
2x
Z
3
u
x3

u
3x
Z
m
u
xm
u
mx
Z
n
u
xn
u
nx
Giaớthuyóỳtcaùcõổồỡngdỏykhọngphaùtsinhngỏựuhồỹptổỡvồùinhau
vaỡqui ổồùcchióửuõổồỡngõivóửphờanuùtlaỡchióu(+)
Vióỳtphổồngtrỗnhaùpvaỡdong taỷinuùt:
xmxxm
uuu =+
Khaitrióứni
x
:

=
+=
n
m
xmmxx
iii
1

)(

==
=
n
m
m
xm
n
m
m
mx
x
Z
u
Z
u
i
11
Thay:
mxxxm
uuu =

==
=
n
m
m
x
n

m
m
mx
x
Z
u
Z
u
i
11
1
2
x
n
m
m
n
m
m
mx
n
m
m
x
u
Z
Z
u
Z
i =

=
=
= 1
1
1
1
1
.2
1
1
.
ỷt:
tridang
n
m
m
Z
Z
=

=1
1
1
dt
n
m
m

n
m
m
mx
u
Z
Z
u
2
1
1
.2
1
1
=


=
=
dtxdtx
Ziuu .2 =
sồõọửthaythóỳtheoqui từcPeterson:
Z
dt
I
k
2u
tdt
Z
x

u
x
x
xdt
dt
uợ
Z
ZZ
u
u .
2
+
=
Tổỡõỏycoùtheớxaùcõởnhõổồỹcsoùngphaớnxaỷ:
mxxxm
uuu =
III) Truyóửnsoùngtronghóỷnhióửudỏy:
ổồỡngdỏyõióỷnlaỡ1 hóỷthọỳnggọửmnhióửudỏyvaỡmọựi1 dỏytrongchuùngthỗnoùdóửunũmtrong
õióỷntổỡtrổồỡnggỏyrabồớisổỷtruyóửnsoùngdoỹccaùcdỏykhaùc
XuỏỳtphaùttổỡhóỷphổồngtrỗnhMaxwell tacoù:
nn
IZIZIZu
12121111
+++=
nn
IZIZIZu
22221212
+++=
.
.

.
.
nnnnnn
IZIZIZu +++=
2211
_
ii
Z
Trongõoù:
Tọứngtrồớsoùngrióng
_
ik
Z
Tọứngtrồớsoùngtổồnghọự
*Xeùtcaùctrổồỡngcuỷthóứ:
1)Trổồỡng hồỹp1 sọỳdỏydỏựnnọỳivồùinguọửnvaỡ1 sọỳdỏynọỳivồùiõỏỳt:
Xeùt1 hóỷõổồỡngdỏycoù1 dỏydỏựn(1) nọỳinguọửnvaỡ1 dỏychọỳngseùt(2)
Trổồỡnghồỹpnaỡyseùtõaùnhvoỡngqua dỏychọỳngseùtvaỡodỏydỏựn
2121111
IZIZuu +==
2221212
0 IZIZu +==
2211
ZZ =
Giaớthuyóỳt:
11
2
12
11
1

Z
Z
Z
U
I

=
22
12
12
Z
Z
II =
Lổuyù: *
*VỗsaoI
1
tngkhicoùdỏychọỳngseùttrongtrổồỡnghồỹpnaỡy?
kiik
ZZ =
2)Trổồỡng hồỹp1 sọỳdỏynọỳivồùinguọửnvaỡsọỳdỏycoỡnlaỷiõỷtcaùchõióỷn:
a) Xeùt1 õổồỡngdỏy(1) nọỳinguọửnvaỡsọỳcoỡnlaỷiõỷtcaùchõióỷn:
Trổồỡnghồỹpnaỡyseùtõaùnhvaỡo1 dỏychọỳngseùt(1) caùcdỏycoỡnlaỷiõỷtcaùchõióỷnso vồùiõỏỳt:2 n
0
32
===
n
III
Dỏy1 nọỳinguọửn:
1111
IZuu ==

1212
IZu =
.
.
.
.
11
IZu
nn
=
uk
Z
Z
uu
k
k
k

1
11
1
==
_
1k
k
,trongõoù:
Hóỷsọỳngỏựuhồỹptổỡgiổợadỏydỏựnõỷtcaùch
õióỷnthổùk vaỡdỏychọỳngseùtthổù1
Khiseùtõaùnhlóndỏychọỳngseùtthỗtróndỏydỏựncuợngxuỏỳthióỷn1 õióỷnaùpdo coùngỏựuhồỹptổỡ
Lổuyù:

11 kk
kk
b) 2 dáy(1,2) näúingưnvsäúcnlảiâàûtcạchâiãûn:
Tỉångỉïngvåïitrỉåìnghåüpcọ2 dáychäúngsẹt(1,2) ,cạcdáycnlảiâàûtcạchâiãûnso våïiâáút:3 n
0
43
===
n
III
Sẹtâạnhlãn1 dáythçdáykiacngchëu1 âiãûnạpnhỉváûy
2121111
IZIZuu +==
2221212
IZIZuu +==
.
.
.
.
2211
IZIZu
kkk
+=
2211
IZIZu
nnn
+=
uk
ZZ
ZZ
uu

k
kk
k

12
1211
21
=
+
+
=
_
12k
k
Trongâọ:
Hãûsäúngáùuhåüptỉìcadáydáùnâàûtcạchâiãûnthỉïk våïi2 dáychäúngsẹtthỉï1,2
1211
21
12
ZZ
ZZ
k
kk
k
+
+
=
k
12k
> gáúprỉåỵik

1k
Âiãưọcọnghéasọngâiãûnạpcmỉïngtrongcạcdáydáùncnlảigáynãnbåíisọngsẹttrãn2
dáychäúngstlåïnhåntrỉåìnghåüpchècọ1 dáychäúngsẹt. Nhỉváûycạchâiãûncacạcdáọ
chëutạcdủngca1 hiãûudiãûnthãúnhhåntrỉåìnghåüpchècọ1 dáychäúngsẹt. Nọi1 cạchkhạc
, cạchâiãûncâỉåìngdáycọ2 dáychäúngsẹtchëutạcdủngcaquạâiãûnạpbẹhånso våïi
trỉåìnghåüpchècọ1 dáychäúngsẹt.