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1、电气工程基础电子电气工程基础电子教案教案现在学习的是第1页，共19页 第十六章第十六章 线路和绕组中的波过程线路和绕组中的波过程第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第二节：波的折射和反射第三节：波通过串联电感和并联电容第四节：波在有限长线段上的多次折反射第五节：波在平行多导线系统中的传播第六节：波的衰减和变形第七节：单相变压器绕组中的波过程第八节：三相变压器组中的波过程第九节：冲击电压在绕组间的传递现在学习的是第2页，共19页第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波xl波动方程解的物理意义前行波和反行波(,)()()xxu t xttuu(,)()()xxi t xt
2、tiiZuZu 线路上可以存在两组沿着导线表面-地表面以一定波速度分别向 正方向或者 负方向运动的电荷。分别被称为导线的前行波（公式中的“+”号项）和反行波（“-”号项），导线的对地电压和通过导线截面的电流是波的叠加的结果。x现在学习的是第3页，共19页()xt00()()ttttxxuu 第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波()xtl行波有两个属性 以波速度 运动这一点可以从 和 得以证明：由 可知，该值经过 时间已向X正方向推进了 的距离，即 以波速度 向X正方向运动。txt ()u i现在学习的是第4页，共19页第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单
3、相均匀无损耗线路上的行波Zui 末端的前行波来源于首端的前行波，两者存在时差 。由于已经指定了X正方向为电流参考方向，故向X负方向运动的正电荷形成的电流是负的，即 ，反行波的电流极性与导线上电荷极性相反。l现在学习的是第5页，共19页第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波架空线路因此，波速度为：80000113/300/10smsCL 电缆线路，若：4r波速度150/ms现在学习的是第6页，共19页22200001122()()()ZuLCLuiCi 第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波单波的电场能量等于磁场能量对于架空线路有：00
4、122ln60ln2hhZrr一般Z=500欧姆，分裂导线Z=300欧姆对于电缆线路，Z大约几十欧姆 线路上有两组电荷沿导线-地同步地以波速度分别向X正方向或X负方向运动，它们在空间建立了电磁场，造就了导线上的电压和电流。在此，导线介质大地起到了引导电磁波的作用。因而这个过程被称为波过程。现在学习的是第7页，共19页第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波线路波阻抗与集中参数电阻的区别 现在学习的是第8页，共19页uZi第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第一节：单相均匀无损耗线路上的行波线路与外界打交道的只是端点的长度元，中间只是起到波的传播通道的作用。要把波的传播
5、方向和电压、电流正负号严加区别，负波并非就是朝X负方向运动的波，只有 的波才被确认为反行波。如果导线上既有前行波，又有反行波，则该点 。uZi现在学习的是第9页，共19页222112221221112222()()uuLLCLuiCCii第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射一.计算节点电压的等值电路（彼德逊法则）如果及产生 。11()u i现在学习的是第10页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射 对于图16-3中节点电压的计算，涉及到载波线路的端口等值电路。端口的等值电路：由上两式可得：当前波到达末端时，可以因端点的阻抗差异而取不同的电压、电流值。但线路1侧的 值必须
6、满足（16-9a）,以保证前行波在线路1末端的值不变。,u i现在学习的是第11页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射 转换成计算节电电压的等效电源形式：现在学习的是第12页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射 彼德逊法则与戴维南定理吻合。求解若干个空间上割裂的彼此之间存在波时差的“点”元件R、L、C电源与线路终端的微分元。等值电路计算的一种形式是用折射系数 和反射系数 。现在学习的是第13页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射 下面对几种典型情况进行计算分析，进一步搞清楚折反射的物理意义。末端开路末端接地现在学习的是第14页，共19页第二
7、节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射末端接有与线路阻抗匹配的电阻器末端接有电阻现在学习的是第15页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射二.由几条线路同时来波时的节点电压计算现在学习的是第16页，共19页第二节：波的折射和反射第二节：波的折射和反射例：母线上有几条架空线，其中一条有雷电波电压U0，假设所有线路阻抗波均为Z。试求母线电压Ub。现在学习的是第17页，共19页第三节：波通过并联电容和串联电感第三节：波通过并联电容和串联电感现在学习的是第18页，共19页2u2u第三节：波通过并联电容和串联电感第三节：波通过并联电容和串联电感结论：1.电容电压不能突变，按指数上升，波的陡度下降。2.电容t=无穷大时开路，不影响 的最终稳态值。121uuu现在学习的是第19页，共19页