Длинная линия, разомкнутая на конце

Если на вход разомкнутой линии конечной длины подать напряжение от источника переменного тока, то в этой линии, так же, как и в предыдущем случае, начнут распространяться бегущие волны напряжения и тока. Однако, поскольку в конце линии нет потребителя энергии, то величина тока в этой точке в любой момент времени равна нулю.

Там скапливаются электрические заряды, напряжение повышается, и энергия начинает распространяться обратно к генератору. Появляется так называемая отраженная волна.

При этом вдоль разомкнутой линии распространяются одновременно две волны:

– падающая волна, распространяющаяся от генератора к концу линии;

– отраженная волна, распространяющаяся от конца линии к генератору.

При сложении падающей и отраженной волн в линии образуется стоячая волна (рис.3.2.1).

Рис. 3.2.1. Изменение напряжения и тока

вдоль разомкнутой линии

Поскольку ток в конце линии равен нулю, а напряжение максимально, то распределение тока вдоль линии носит синусоидальный характер, а распределение напряжения – косинусоидальный:

Отсюда видно, что в любой точке разомкнутой линии между напряжением и током существует сдвиг фаз, равный 90º. Следовательно, разомкнутая линия для генератора представляет собой реактивную нагрузку.

Разделив напряжение на ток стоячей волны, находим входное сопротивление разомкнутой линии:

График зависимости входного сопротивления разомкнутой линии от ее длины приведен на рис. 3.2.2.

Из этого рисунка можно сделать следующие выводы:

сопротивление линии носит емкостной характер;

сопротивление линии носит индуктивный характер;

тивление разомкнутой линии бесконечно велико. В этом случае линия эквивалентна параллельному колебательному контуру.

ние разомкнутой линии равно нулю. В этих точках линия эквивалентна последовательному колебательному контуру.