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文档简介

1.1无损耗单导线上的波过程

为揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，首先研究均匀无损单导线中的波过程。1.1.1波传播的物理概念1.1.2波动方程解1.1.3前行波和反行波1.1.4波速和波阻抗返回(a)单根无损线首端合闸（b）等效电路1.1.1波传播的物理概念

假设有一无限长的均匀无损的单导线，t=0时刻合闸直流电源，形成无限长直角波。单位长度线路的电容、电感分别为C0、L0，线路参数看成是由无数很小的长度单元构成。

合闸后，在导线周围空间建立起电场，形成电压。

靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电。

由于线路电感的作用，较远处的电容要间隔一段时间才能充上一定数量的电荷，并向更远处的电容放电。

这样沿线路逐渐建立起电场，将电场能储存于线路对地电容中，也就是说电压波以一定的速度沿线路x方向传播。

随着线路的充放电将有电流流过导线的电感，即在导线周围空间建立起磁场，因此和电压波相对应，还有电流波以同样的速度沿x方向流动。返回

综上所述，电压波和电流波沿线路的传播过程实质上就是电磁波沿线路传播的过程，电压波和电流波是在线路中传播的伴随而行的统一体。1.1.2波动方程解由上图,可得整理上式,可得

通过拉普拉斯变换或分离变量法求解，并假定线路电压和电流初始条件为零，可得式中：返回（波阻抗)(波速)1.1.3前行波和反行波

对于电压u的第一个分量即

前行波和反行波概念的理解v恒大于0，且由于(t2＞t1)，则x2-x1>0,说明电压波是沿x正方向以速度v行进的，则为沿x正方向行进的电压波，称为前行电压波uf,iq,if分别表示反行电压波，前行电流波和反行电流波前（反）行波电压电流的方向问题沿x轴正方向运动的正电荷形成的电流波为正电流波，反之为负电流波电压波的符号仅决定于导线对地电容上相应电荷符号，与运动方向无关前行波uq,iq总是同号，反行波uf,if总时反号，原因在于：1.1.4关于波速和波阻抗波速与波阻抗的表示

波速、波阻抗都和L0、C0有关：h：导线的平均对地高度,mr:导线的半径,m:真空的磁导率，H/m:真空的介电常数，F/m波速为：波阻抗为：波阻抗与电阻的区别

分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻有相同的量纲，但物理意义上有着以下几点本质的不同：波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间

比值的大小；电磁波通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中，而不像通过电阻那样被消耗掉。

如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗，即是：

波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电感L0和电容

C0有关，与线路长度无关。

返回波传播的物理概念：

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