——忽略电路损耗,分析波过程本质和规律均匀单根无穷长无损天线分析。
波过程,单根无损线合闸 等效电路
t=0近处充电 远处由于l存在隔一段时间充上电,并向更远处电容放电,电压波的一定速度沿x方向传播。导线周围逐渐建立起电场的过程。
电感中也有一个电流流过,电流波沿x方向传播——导线周围逐步建立磁场过程——电磁波传播过程。
lo co 单位长度电感电容,长x导线电容cox 充电u=e电流
coxu=it (1)另一方面磁链 loxi
导线上感应电动势 (2)磁链在时间建立起来
由(1) (2)波阻抗
架空线路:而r 半径 h 对比高度
单导线z=500 分裂导线z=300电缆
传播速度
架空线路v=1.5x108m/s 一半
从电磁能量角度分析
磁场能量电线周围 电场
u=iz 则
电压电流沿导线的传播过程即电磁能量沿导线传播过程,单位时间内电磁场能量相等。
电压波的符号取决于它的极性导线对地容上充电荷符号,而与电荷运动方向有关。
前行波 uf if 反行波 ub ib
线路上一点 u=(x,t)=uf+ub
i(x,t)=if+if
规定:沿x正方向运动的正单荷对应的电流波为正方向
于是 uf if 相同正负号。 ub ib 总是异号
电流波的发符号不但于响应电荷符号有关,而且也与电荷运动方向有关取正电荷沿x正方向运动形似的波为正电流波。
三个基本方程计算电压电流
波阻抗与集中参数电阻本质不同
(1)波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值,电磁波通过波阻抗为z的导线时,能量以电能、磁能的方式存储在周围介质中,而不是被消耗掉。
(2)若导线上前行波与反行波同时存在,则导线上总电压与总电流比值不在等于波阻抗。
(3)波阻抗的数值只取决于导线单位长度的电感与电容,与导线长度无关,
(4)为区别不同方向的流动波,波阻抗有正负号。