26.5. РАЗРЯД ЛИНИИ НА НАГРУЗКУ.
ФОРМИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ С ПОМОЩЬЮ ЛИНИИ 

Рассмотрим далее переходные процессы при разряде разомкнутой линии без потерь, заряженной до напряжения U₀, на резистивную нагрузку с сопротивлением R (рис. 26.10, а), подключаемую при t = 0 к оконечным зажимам линии длиной l. При замыкании ключа в линии возникает обратная волна, напряжение и ток которой связаны соотношением u_y = – Zi_y. Так как напряжение на нагрузке u равно u = U₀+ u_j = Ri, а ток нагрузки i =  i_y, для определения тока в нагрузке из приведенных соотношений получим i = U₀/(Z + R), а для напряжения на нагрузке u = Ri = U₀R/(Z + R). 

Рис. 26.10 

Полученные соотношения показывают, что для расчета тока и напряжения на нагрузке можно использовать эквивалентную схему, изображенную на рис. 26.10, б. 

Возникшая на оконечных зажимах волна движется к началу линии, и в ходе ее распространения вдоль линии устанавливается напряжение U₀R/(Z+ R) (рис. 26.10, в). При t = t₁ = l/v в начале линии происходит ее отражение от разомкнутых входных зажимов с коэффициентами отражения q_u = 1 и q_i = – 1. Возникшая новая волна u_j, таким образом, сохраняет отрицательный знак u_j = u_y = – U₀Z/(Z + R) и приводит к уменьшению напряжения на линии (рис. 26.10, г) до значения U₀ + u_y + u_j = U₀(1 – 2Z/(Z + R)) = U₀(R – Z)/(R + Z). Отсюда следует, что при R < Z в результате отражения от входных зажимов результирующее напряжение на линии изменяет знак. При R > Z отражение от входных зажимов ведет к уменьшению напряжения при сохранении его знака. При разряде на согласованную нагрузку (R = Z) и после отражения на входе напряжение на линии спадает до нуля. Ток в линии после отражения от разомкнутых входных зажимов уменьшается до нуля. 

При R = Z — в согласованном режиме — к моменту прихода прямой волны u_j на нагрузку переходный процесс заканчивается — в течение времени 0 < t < 2l/v через нагрузку протекает прямоугольный импульс тока с амплитудой напряжения u = U₀/2, обеспечивая выделение в ней максимальной мощности 

Описанный режим используют в импульсной технике для формирования прямоугольных импульсов тока. Если условие согласования не выполнено, то переходный процесс состоит из бесконечного числа отражений волн на нагрузке и на входе. В этом случае при R > Z напряжение на нагрузке изменяется монотонно, а при R > Z имеет знакопеременный характер. 

Значения тока и напряжения в начальной стадии разряда линии на нагрузку более сложного вида, чем резистор R (при t < 2l/v), можно рассчитать с помощью эквивалентной схемы, приведенной на рис. 26.10, б, в которой R следует заменить нагрузочным двухполюсником. Выражение для операторного изображения тока в нагрузке будет иметь вид 

где Z_н(s) — операторное сопротивление двухполюсника, а на последующих стадиях переходного процесса рассматривают наложение волн, многократно отражающихся от нагрузки и входных зажимов линии. 

 Конец 26-й лекции 

Обратно к плану данной лекции
Перейти к задачам по теме данной лекции
Дальше к плану следующей лекции