линии 2 лаба. Лабораторная работа 3 Исследование зависимости первичных и вторичных параметров двухпроводных цепей от частоты и конструкции
 Скачать 99.17 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС) Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии» Кафедра «Электрическая связь» Дисциплина: «Линии связи» Лабораторная работа №3 «Исследование зависимости первичных и вторичных параметров двухпроводных цепей от частоты и конструкции» Вариант 10
Замечания:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Санкт-Петербург 2021 Оценочный лист
Цель работы: Провести расчеты зависимостей первичных и вторичных параметров различных типов кабельных цепей от частоты и от соотношения между толщиной изоляции и диаметром проводника на частоте f=1000 кГц с помощью программы Lab1.exe. Данные по варианту: Таблица 1
Выполнение работы Измерения и расчеты зависимостей от частоты первичных и вторичных параметров следующих кабельных цепей 1.1. Неэкранированная симметричная пара Таблица 2
1.2. Неэкранированная симметричная четверка Таблица 3
1.2. Экранированная симметричная пара Таблица 4
Сравним первичные параметры цепей  Рис.1 Зависимость сопротивления линий от частоты  Рис.2 Зависимость ёмкости линий от частоты  Рис.3 Зависимость индуктивности линии от частоты  Рис.4 Зависимость проводимости изоляции линии от частоты Вывод: Проанализировав полученные значения первичных неэкранированной пары и четвёрки в частотном диапазоне 0,1-10000 кГц, можно сделать вывод, что: По графикам можно наблюдать, что погонное сопротивление прямо зависит от частоты. До 100 кГц сопротивление остаётся неизменным. При этом значения сопротивлений для неэкранированных пары и четвёрки практически равны. При сравнении неэкранированной и неэкранированной пары можно заметить, что сопротивление экранированной пары практически в 2 раза выше неэкранированной Погонная ёмкость линий не зависит от частоты. Наибольшая ёмкость соответствует экранированной паре (91.1 нФ/км), наименьшая- неэкранированной четвёрке (23.09 нФ/км). Разница между экранированной и неэкранированной парой порядка 3х раз. Зависимость погонной индуктивности линии обратно пропорциональна частоте. Наибольшее значение достигается в неэкранированной четвёрке, а минимальное в экранированной паре. Из этого следует, что наиболее неэкранированная четвёрка больше подвержена влиянию электромагнитных полей. Погонная проводимость изоляции имеет прямую зависимость от частоты. Наибольшую проводимость имеет экранированная пара, наименьшую- неэкранированная четвёрка. Значения проводимостей для неэкранированных пары и четвёрки довольно схожи. Так же можно заметить, что при увеличении частоты в 10 раз, проводимость тоже будет увеличиваться ровно в 10 раз При сравнении значений километрического коэффициента затухания α линий, можно сделать вывод, что у экранированной пары он значительно больше, чем у неэкранированных пары и четверки. Наименьшим коэффициентом затухания обладает неэкранированная четверка, соответственно, по ней можно будет передать сигнал на значительно большее расстояние Километрический коэффициент фазы β наибольший у экранированной пары, а у неэкранированных пары и четверки он практически одинаков. Волновое сопротивление ZB обратно пропорционально частоте. При сравнении значений волнового сопротивления линий заметно, что наибольшее значение волнового сопротивления достигается в экранированной паре, а наименьшее в неэкранировванной паре. Фаза волнового сопротивления ϕ имеет отрицательное значение и возрастает с ростом частоты. Наименьшим значением фазы волнового сопротивления обладает неэкранированная четверка, а наибольшим неэкранированная пара Фазовая скорость V стремительно растет с ростом частоты. Для неэкранированной четверки фазовая скорость наибольшая, а для экранированной пары – наименьшая. Измерения и расчеты зависимости первичных и вторичных параметров на частоте f = 1000 кГц Исходная толщина изоляции находится из соотношения: δ0 = (D – d) / 2. δ0 = (0,68 – 0,32) / 2 = 0,18 мм пример расчета диаметра изолированной жилы для 0.1δ0: d1= δ0∙2∙0,1+0,32=0,036+0,32=0,356 мм Исходная толщина изоляции δ0 умножается на 2, поскольку при расчете диаметра изолированной жилы она должна быть учтена с обеих сторон. Таблица 5
 Рис.5 График зависимости погонного сопротивления для симметричной пары от толщины изоляции  Рис.6 График зависимости погонной емкости для симметричной пары от толщины изоляции  Рис.7 График зависимости погонной индуктивности для симметричной пары от толщины изоляции  Рис.8 График зависимости погонной проводимости для симметричной пары от толщины изоляции Вывод: При изменении толщины изоляции можно заметить, что сопротивление, ёмкость, проводимость, километрический коэффициент затухания и километрический коэффициент фазы линии обратно пропорциональны, а индуктивность, фазовая скорость, волновое сопротивление и его фаза прямо пропорциональна толщине изоляции. Заключение При выполнении данной лабораторной работы были произведены расчёты первичных и вторичных параметров цепей при различных значениях частоты для трёх типов кабелей (неэкранированные пара и четвёрка, экранированная пара). Для неэкранированной пары были определены параметры при частоте f=1000 кГц и при различных значения толщины изоляции. В зависимости от условий эксплуатации, кабели могут являться не только источниками электромагнитных волн, но и выступать в роли антенны, улавливающей наведенные излучения. Экран, входящий в конструкцию кабеля, служит для его защиты от внешних помех, создаваемых другими источниками, а также не позволяет внутреннему магнитному полю оказывать воздействие на кабели, проложенные рядом. Экранированный кабель выпускается с экранами, изготовленными из электропроводящей бумаги, специальных полимерных композиций, фольгированных лент, в виде повива или оплетки из медной проволоки, а также в комбинированном варианте. В первом пункте работы мы сравнили зависимость параметров линии от конструктивных особенностей кабелей (от числа жил и от наличия изоляции) Во втором пункте были выявлены зависимости параметров линии от толщины изоляции. При увеличении шага скрутки в линии возрастает влияние внешних сил на жилу, но уменьшается затухание в кабеле. Из вышеизложенного следует: для использования в местах с высоким уровнем внешних электромагнитных воздействий лучше всего использовать экранированные пары/четвёртки с маленьким шагом скрутки и толстой изоляцией | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||