Первинні і вторинні параметри симетричних кабелів

Основними характеристиками, що визначають величину струму і напруги в кожній крапці симетричного чи коаксіального кола, є чотири первинних параметри передачі: активний електричний опір R, індуктивність L, ємність С и провідність ізоляції G. Ці параметри рівномірно розподілені по всій довжині кола. Отже, кабель зв’язку являє собою однорідну лінію з рівномірно розподіленими параметрами. У техніці кабелів зв’язку прийнято визначати всі параметри на 1 км довжини кола.

Активний електричний опір кабельного кола складається з опорів двох струмопровідних жил і втрат, обумовлених впливом електромагнітного поля кола на сусідні провідники й інші металеві частини конструкції кабелю.

При розрахунку активного опору кабелю його зручно представляти у виді двох доданків: опору постійному струму й опору, викликаного зміною електромагнітного поля перемінного струму.

Електричний опір кола постійному струму, Ом/км, визначається по формулі:

(3.3)

ρ – питомий опір металу провідника, рівний для мідного кабелю 0,0175 Ом·мм²/м, для алюмінію 0,0291 Ом·мм²/м; d - діаметр провідника, мм; l - довжина провідника, км; ,s - площа поперечного переріза провідника, мм².

Індуктивність кабелю складається з внутрішньої індуктивності кожного провідника і зовнішньої індуктивності, обумовленої зовнішнім магнітним потоком.

Ємність кабелю аналогічна ємності конденсатора, у якого роль обкладинок виконують струмопровідні жили (провідники), а діелектриком служить ізолюючий їхній матеріал.

Ємність кабелю прийнято називати робочою ємністю, на відміну від часткових ємностей, тобто ємностей між будь-якими окремими жилами і жилами й оболонкою кабелю.

Провідність ізоляції кабельного кола складається з провідності ізоляції постійному струму і провідності ізоляції змінному струму. Провідність ізоляції постійному струму дуже мала і складає порядку МСм/км, тому нею звичайно зневажають.

Провідність ізоляції змінному струму залежить від провідності ізоляції постійному струму, діелектричних втрат і частоти струму.

Явище діелектричних втрат у конденсаторі характеризується тим, що струм випереджає напругу не на 90° а на кут (90-). Кут називається кутом діелектричних втрат.

Хвильовий опір визначається відношенням напруги до струму в будь-якій точці кола і виражається через первинні параметри за формулою.

Для частот понад 5...10 кГц, хвильовий опір визначається по наступній спрощеній формулі:

Коефіцієнт поширення γ характеризує зміну потужності електромагнітної хвилі при поширенні її по лінії і зміну фази напруги і струми уздовж лінії. Коефіцієнт поширення є комплексною величиною, причому дійсна складова α визначає загасання, тобто зменшення напруги і струму на одиницю довжини кола, а мнима складова β характеризує величину зміни фази напруги і струму на одиницю довжини лінії.

Коефіцієнт загасання α:

- збільшується зі зменшенням діаметра провідників;

- кола з мідними провідниками менше, ніж з алюмінієвими провідниками того самого діаметра;

- тим менше, чим менше еквівалентна величина діелектричної проникності ізоляції е_э; саме тому для сучасних кабелів застосовується поліетиленова і полістирольна ізоляції у виді корделя і тонких стрічок чи пориста;

- збільшується з частотою приблизно в разів;

- збільшується зі збільшенням температури.

Залежності первинних параметрів

Первинні параметри і вторинні параметри передачі кола (R,L,C і G) залежать від діаметра і матеріалу провідників, відстані між ними, типу ізоляції, температури і частоти струму.

Від матеріалу провідниківзалежать параметри R, L. Матеріал провідників характеризується питомим електричним опором ρ і магнітною проникністю μ. Електричний опір провідника залежить від ρ.

Від типу ізоляціїзалежать параметри С и G.

Теоретично від температури залежать усі чотири первинних параметри, однак практично варто враховувати тільки вплив на величину активного опору. Температурна залежність активного опору визначається по формулі:

де - опір кола (провідника) при температурі t°С; - опір кола (провідника) при температурі 20°С; α - температурний коефіцієнт опору, рівний для мідних провідників 0,004 і для алюмінієвих провідників 0,0037.

Коефіцієнт загасання α, дБ/км, залежить від температури:

де - коефіцієнт загасання при температурі t°С; - коефіцієнт загасання при температурі 20ºС; - температурний коефіцієнт загасання.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Електромагнітні процеси в симетричних кабелях	\|	Електромагнітні процеси в коаксіальних парах

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.