第13章-習(xí)題解答哈工大習(xí)題冊(cè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第13章 均勻傳輸線習(xí)題解答13.1 同軸電纜的參數(shù)為，。試計(jì)算當(dāng)工作頻率為800Hz時(shí)此電纜的特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長(zhǎng)。解： 波阻抗傳播常數(shù)波長(zhǎng)，相速13.2 設(shè)沿某電纜分布著電壓和電流行波(單位：V, km, s)(單位：A, km, s)試求波阻抗、傳播常數(shù)、波速、波長(zhǎng)。 解：傳輸線上電壓和電流行波可表示如下：波阻抗等于任一點(diǎn)處行波電壓相量與同方向行波電流相量之比。根據(jù)給定的電壓和電流行波可得出：波阻抗 傳播常數(shù)波速波長(zhǎng)13.3 某無(wú)損線波阻抗為，終端負(fù)載阻抗。試計(jì)算輸入阻抗，設(shè)線長(zhǎng)為(a)；(b)。解：輸入阻抗 (1)(a) 當(dāng) 時(shí), , (b) 當(dāng) 時(shí)

2、, 13.4 長(zhǎng)度為的無(wú)損線，終端接電阻，現(xiàn)若使始端輸入阻抗，問(wèn)該無(wú)損線波阻抗應(yīng)為多少？又若，則此無(wú)損線的輸入阻抗是多少？解：, 輸入阻抗 若 若 13.5 一信號(hào)源通過(guò)波阻抗為50W的無(wú)損線向75W負(fù)載電阻饋電。為實(shí)現(xiàn)匹配，在均勻線與負(fù)載間插入一段l/4的無(wú)損線，求該線的波阻抗。解：當(dāng) 時(shí)，輸入阻抗 匹配時(shí) ，即 ， 13.6 終端短路的無(wú)損線，其波阻抗，線長(zhǎng)35m，波長(zhǎng)l=50m，求此無(wú)損線的等效電感值。解：Hz終端短路時(shí)等效輸入阻抗等效電感13.7某無(wú)損線長(zhǎng)4.5m，波阻抗為300W，介質(zhì)為空氣。線路始端接一內(nèi)阻為100W，電壓為10V，頻率為100MHz的正弦電壓源，以電源電壓為參考相

3、量。試計(jì)算在距始端1m處的電壓相量。設(shè)負(fù)載阻抗為：(1)300W; (2)500W; (3) 。解 (1)，終端處于匹配狀態(tài)，始端輸入阻抗 ， (2) ， (1) (3) ，由式(1)得： 13.8設(shè)圖示無(wú)損線長(zhǎng)為17m，波阻抗，為正弦電壓源。傳輸線上的行波波長(zhǎng)，電容的容抗。試求傳輸線上電流始終為零的點(diǎn)距終端的距離。解： 將電容用一段長(zhǎng)度為終端開(kāi)路的傳輸線等效。 如圖 13.8(b)所示。 解得 m這樣相當(dāng)于無(wú)損線增加了1米，等效終端開(kāi)路，等效終端電流為零，距等效終端處均為波節(jié)，距終端波節(jié)的位置為： 所以傳輸線上電流始終為零的點(diǎn)距終端的距離x=3m, 7m ,11m , 15m 。13.9 無(wú)

4、損均勻傳輸線線長(zhǎng)，波阻抗，波速，正弦電壓源，頻率，電阻。(1)求始端電壓和電流。(2)距離始端12.5m處的電壓和電流相量。解： (1) ，始端輸入阻抗 ， (2) 處，。，。電壓、電流分別為 13.10 圖示電路中， ，。無(wú)損線線長(zhǎng)，。求和。圖題13.10解： 處于匹配狀態(tài)，所以輸入阻抗為電阻性。波速，頻率波長(zhǎng)， 13.11圖示無(wú)損傳輸線，長(zhǎng)度為，特性阻抗為，傳輸線一端開(kāi)路，一端短路，線路中點(diǎn)處接一電壓源，工作波長(zhǎng)，求流過(guò)電壓源的電流。 圖題13.11解： 從a-b端向左看，令其等效阻抗為，其大小為； 從a-b端向右看，令其等效阻抗為，其大小為；電流則13.12圖示電路中無(wú)損均勻傳輸線、，其

5、長(zhǎng)度均為，特性阻抗，V，相位速度，終端接負(fù)載，終端短路，求電源端的電流圖題13.12解：，三段無(wú)損線長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng) 根據(jù)，并且，可得由2端向4端看等效輸入阻抗由2端向3端看等效輸入阻抗端的等效阻抗由1端向2端看等效輸入阻抗， 則13.13圖示兩條架空均勻無(wú)損線的波阻抗，長(zhǎng)度，。端接電壓源，端接有集中參數(shù)，終端短路。求：(1)從端看入的入端阻抗；(2)始端電流； (3) 端電壓。解：(1) 由端向端看等效輸入阻抗端的等效阻抗從端看入的入端阻抗， 得 圖題13.13 (2) 始端電流(3) 13.14矩形電壓波=200kV和電流波=400A沿架空線傳播，線路終端接有800W的電阻負(fù)載。試求波傳

6、到終端時(shí)負(fù)載所承受的電壓為多少？解：波阻抗，終端反射系數(shù)故負(fù)載承受的電壓13.15長(zhǎng)度為的無(wú)損線，波阻抗，終端接1kW電阻，始端施以階躍電壓。試分析始端電流在期間的波過(guò)程，最后的穩(wěn)態(tài)解是多少？(波速u(mài)可按光速計(jì)算) 解：終端反射系數(shù)，始端反射系數(shù)這是一個(gè)多次反射過(guò)程，反射過(guò)程如圖題13.15所示。其中當(dāng)時(shí)，反射波未達(dá)到始端，只有入射波。 當(dāng)時(shí)，反射波到達(dá)始端， 當(dāng)時(shí) ，始端電流為：達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí) 所以 13.16 圖示無(wú)損均勻線線長(zhǎng)，波阻抗，波速近似光速。又知，時(shí)開(kāi)關(guān)接通。試確定無(wú)損線中點(diǎn)處電流在期間內(nèi)的變化規(guī)律。圖題13.16解：波從始端傳到中點(diǎn)所用的時(shí)間為：(1) 當(dāng)時(shí)，入射波從始端發(fā)出，尚未

7、到達(dá)中點(diǎn)所以 。(2)時(shí)，入射波已經(jīng)過(guò)中點(diǎn)，但在終端所產(chǎn)生的反射波還沒(méi)有到達(dá)中點(diǎn)。(3) 時(shí)，在終端所產(chǎn)生的反射波已經(jīng)過(guò)中點(diǎn)，并于時(shí)刻到達(dá)始端。由于，所以到達(dá)始端后不再產(chǎn)生第二次反射終端反射系數(shù)，。其波形如圖13.16(b)所示。13.17電路如圖所示，設(shè)無(wú)損耗傳輸線長(zhǎng)為1ms時(shí)間內(nèi)波所傳播的距離，波阻抗。又已知R=300W，L=0.1H，V。求t>0時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)。圖題13.17解：時(shí)，入射波電壓尚未傳播到終端，所以；時(shí)，入射波到達(dá)終端并產(chǎn)生反射波；時(shí)，反射波到達(dá)始端，但由于，所以在始端不再產(chǎn)生第二次反射。根據(jù)彼德生法則，得到時(shí)的終端等效電路如圖(b)所示。其中從電感兩端看的等效電阻 的單位階躍特性為所以 V13.18 電路如圖所示，無(wú)損均勻傳輸線長(zhǎng)，波阻抗，波速。又已知R=300W，V。求時(shí)的終端電壓。 (a) (b) 圖題13.18解：入射波從始端傳到終端的時(shí)間時(shí)，入射波電壓尚