Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng

Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.1 Mạch điện gồm có R L , nối tiếp tụ điện C và đường dây không tổn hao ngắn mạch cuối, nối vào nguồn áp tần số 500 MHz... Chương 5: Lý thuyết

Trang 1

Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng

5.1 Mạch điện gồm có R L , nối tiếp tụ điện C và đường dây không tổn hao ngắn mạch cuối, nối vào nguồn áp tần số 500 MHz Biết

áp trên R L là V L = V g /2 Tìm giá trị tụ C ?

(Ans: 6.366 pF )

Trang 2

5.2 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z 0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.10 8 m/s, nối song song điện trở 50 và nguồn dòng İ = 20 o A Biết f=50 MHz

Trang 3

5.2 (tiếp theo):

a) Xác định bước sóng tín hiệu trên đường dây ?

b) Chứng tỏ rằng sóng đứng xảy ra với mọi giá trị ℓ ≠ 0 ?

c) Tìm giá trị bé nhất của ℓ để İ R = 20 o A ? Tìm áp và dòng tại giữa đường dây ?

Trang 4

5.3 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z 0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.10 8 m/s, ngắn mạch cuối Tại tần số 2 GHz, đường dây tương đương cuộn cảm L = 12,25

nH (a) Tìm chiều dài bé nhất của đường dây ? (b) Nếu ℓ = 21,8

cm và tần số là 100 MHz, tìm L tương đương đường dây ?

(Ans: a) 2 cm b) 65 nH )

5.4 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc tính Z 0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.10 8 m/s, ngắn mạch cuối Tại tần số 400 MHz, đường dây tương đương tụ điện C = 11 pF (a) Tìm chiều dài bé nhất của đường dây ? (b) Nếu ℓ = 6 cm và tần số là 1 GHz, tìm C tương đương đường dây ?

(Ans: a) 20 cm b) 1 pF )

Trang 5

5.5 Cho đường dây không tổn hao, cách điện không khí, trở kháng đặc tính Z 0 = 75  Tải cuối đường dây Z 2 = 45 + j60  Tìm trở kháng vào đầu đường dây cho mỗi trường hợp tần số làm việc và chiều dài của đường dây: (a) Nếu f = 15 MHz, ℓ = 5 m

Tại tần số 1 GHz, đường dây 50 dài /4 và đường dây 100 dài

/8 Tải cuối đường dây Z L = 20  (a) Tìm trở kháng vào Z in của

hệ ? (b) Xácđịnh Z in khi tần số làm việc là 2 GHz ?

(Ans: a) 97.56 – j21.95 b) 500  )

Trang 6

5.7 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ, tìm trở kháng vào đầu đường dây và công suất tiêu thụ trên tải

100 

(Ans: 40 – j30  ; 40 W )

Trang 7

5.8 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ

và V G = 50 o V, Z G = 100 , Z R = 300  Tìm:

a) Trở kháng vào đầu đường dây ?

b) Công suất tiêu tán trên Z G ?

c) Công suất trên Z R ?

Một đường dây phần tư sóng, trở kháng đặc tính Z 02 , nối tại tải để hòa hợp đường dây Tìm :

d) Giá trị Z 02 ?

e) Công suất tiêu tán trên Z G ?

f) Công suất trên Z R ?

(Ans: a) 35.3 + j66.2 b)55.1mW c)19.45mW d)150 e) 40.8mW f)30.61mW )

Trang 8

5.9 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ

Trang 9

trên đường dây ℓ ?

b) Công suất phát của

nguồn ?

c) Công suất nhận tại

mỗi tải ?

ℓ +

Trang 10

5.11 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z 0 = 50

 Tải cuối đường dây Z 2 = 30 – j60  Bước sóng tín hiệu trên đường dây  = 5 cm Tìm: (a) Hệ số phản xạ cuối đường dây ? (b)

Hệ số sóng đứng trên đường dây ? (c) Vị trí điểm cực đại áp đầu tiên gần tải nhất ? (d) Vị trí điểm cực đại dòng đầu tiên gần tải nhất ? (Ans: a) 0.632-71.6 o b) 4.44 c) 2cm d) 0.75cm )

5.12 Cho mạch chứa đường dây không tổn hao, tìm: Hệ số sóng đứng trên đường dây, công suất tại cuối đường dây, điện áp tại cuối đường dây ?

(Ans: 2 ; 22.22 W ;

52.72.68 V )

Trang 11

5.13 Cho nguồn e(t) = cos(t) V, tần số f = 30 MHz, nội trở R s =

30 , nối với đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ = 1m, điện cảm đơn vị L 0 = 0,5 µH/m, điện dung đơn vị C 0 = 200 pF/m Tải cuối đường dây Z L = 100  Tìm: trở kháng đặc tính, vận tốc pha, hệ số phản xạ cuối đường dây, hệ số sóng đứng trên đường dây, trở kháng vào đầu đường dây, điện áp và công suất trên tải

? Do đường dây không tổn hao, chứng tỏ rằng công suất trên tải cũng bằng công suất nhận tại đầu đường dây ?

Trang 12

 Tải cuối đường dây là mạch RLC nối tiếp: R = 30, L = 1H, and C = 100pF Tìm hệ số sóng đứng SWR và d min ứng với tần số nguồn (rad/s) : (a)  = 10 8 ; (b)  = 2.10 8 ; and (c)  = 0,8.10 8 ?

Ans: (a) 2,0; (b) 14.94, 0.309  ; (c) 3.324, 0.115 

, tải Z L Tìm Z L cho mỗi trường hợp: (a) SWR = 1,5 và tải là điểm cực tiểu áp; (b) SWR = 3 và 2 điểm cực tiểu áp liên tiếp tại 3cm và 9cm tính từ tải; (c) SWR = 2 và 2 điểm cực tiểu áp liên tiếp tại 3cm và 7cm tính từ tải

Ans: (a) (40+j0)  ; (b) (180+j0)  ; (c) (48+j36) 

Trang 13

5.16 Cho mạch chứa các đường dây không tổn hao, biết: 2Z 01 =

Z 02 = 100 , hai tải R L1 = R L2 = 50 Tìm công suất tiêu thụ trên mỗi tải ?

Ans: PL1 = 100 W; PL2 = 25 W )

Trang 14

5.17 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài

ℓ = 0,75m, trở kháng đặc tính Z 0 = 75 , vận tốc pha v p = 2.10 8

m/s Biết Ů 2 = 1590 o V, Z 1 = 37,5 , Z 2 = 150  và tần số làm việc f = 100 MHz Tìm:

a) Công suất tiêu tán trên Z 2 ?

b) Công suất phát ra bởi nguồn ?

Ans: (a) 0.75 W (b) 1.219 W )

Trang 15

5.18 Cho mạch điện chứa hai đường dây không tổn hao có các trở kháng đặc tính Z 01 = 2Z 02 = 100  Biết V g = 100 o V, Z g =

100 + j100  và tải Z L = 50 + j50  Xác định :

a) Công suất tiêu tán trên tải Z L ?

b) Điện áp và dòng trên tải ?

Ans: (a) 0.125 W (b) – j5V; – 0.05 – j0.05 A )

Trang 16

Trang 17

Trang 18

5.21 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, biết e(t) =

60(t) V, R 1 = 60Ω Dạng áp tại z = 300m < ℓ cho bên dưới

Trang 19

5.22 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, khóa K đóng lại tại t = 0 Biết V g (t) = 90 V, dựng giản đồ bounce áp và dòng ? Từ đó:

a) Vẽ dạng áp và dòng tại

z = 0, z = ℓ/2 và z = ℓ

khi 0 < t < 7 s ?

b) Vẽ dạng áp và dòng

trên đường dây theo z

tại các thời điểm t = 1,2

s và t = 3,5 s ?

Trang 20

Trang 21

Tiêu đề	Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Đại học Bách Khoa TP.HCM
Chuyên ngành	Điện tử Viễn thông
Thể loại	giáo trình
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	804,24 KB