довгі лінії

Довгі лінії це такі електричні лінії, які утворені двома або більше провідниками струму, які розташовані паралельно. Причому довжина лінії, повинна бути більша, ніж відстань між провідниками. А також довжина хвилі розповсюджується по довгій лінії, повинна бути коротше, ніж довга лінія.

Довга лінія не містить зосереджених елементів ємності індуктивності і опору. Тобто, в ній немає електричних приладів конденсаторів котушок і резисторів відповідно. Але при цьому вона є системою з розподіленими параметрами. Всі вище перераховані величини присутні, в кожному елементі довжини довгої лінії. Крім цього ще існує провідність діелектрика між провідниками. Всі ці розподілені параметри довгої лінії і визначають її основні характеристики.

Довга лінія може бути екранованої. Така лінія являє собою циліндричний конденсатор, тобто два циліндри різного діаметру. Причому циліндр меншого діаметра поміщений всередину циліндра з великим діаметром. Така конфігурація довгою лінії в електротехніці називається коаксіальним кабелем і застосовується досить часто.

Малюнок 1 - коаксіальна довга лінія

Коаксиальная довга лінія називається екранованої, так як поле поза лини відсутня. Тобто все поле зосереджено в діелектрику між циліндрами.

Ще один вид довгої лінії це двох провідна лінія. Вона являє собою два циліндра однакового діаметра або два провідника знаходяться на однаковій відстані одна від одної по всій довжині лінії.

Малюнок 2 - розподіл поля в двухпроводной довгої лінії

Будь-яка довга лінія має так званим хвильовим опором. Грубо кажучи це те опір яке надає діелектрик при поширенні в ньому електромагнітної хвилі. Також важливим параметром довгою лінії є швидкість поширення електромагнітної хвилі в ній.

Формула 1 - хвильовий опір довгої лінії

Формула 2 - швидкість поширення хвилі по довгій лінії

Миттєві значення напруги і струму вздовж всієї довгої лінії пов'язані між собою телеграфним рівнянням.

Формула 3 - телеграфні рівняння

Довга лінія має деякий вхідний опір, яке є навантаженням для джерела електричної хвилі. У загальному випадку це опір має комплексний характер. Тобто в нього входять індуктивність ємність і активний опір. Вхідний опір залежить від довжини лінії і того кокая навантаження знаходиться на кінці лінії.

Максимально ефективний режим роботи довгою лінії це коли вся енергія передається від джерела до навантаження. Для цього необхідно щоб опір навантаження мало чисто активний характер, і дорівнювало хвильовому опору довгої лінії. Такий режим роботи називається режимом біжучої хвилі. Тобто відображення хвилі відсутня.

Навпаки ж коли вся енергія відбивається від навантаження і повертається у вигляді відбитої хвилі назад до джерела говорить про те, що довга лінія працює в режимі стоячої хвилі. Хвиля як би стоїть всередині лінії, не виходячи за її прибудови. Такий випадок можливий, коли лінія або замкнута накоротко на кінці або розімкнути.