电气工程基础电子教案

电气工程基础电子教案第一页，共十九页，2022年，8月28日第十六章线路和绕组中的波过程第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第二节：波的折射和反射第三节：波通过串联电感和并联电容第四节：波在有限长线段上的多次折反射第五节：波在平行多导线系统中的传播第六节：波的衰减和变形第七节：单相变压器绕组中的波过程第八节：三相变压器组中的波过程第九节：冲击电压在绕组间的传递第二页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波波动方程解的物理意义——前行波和反行波Zu-+-

线路上可以存在两组沿着导线表面-地表面以一定波速度分别向正方向或者负方向运动的电荷。分别被称为导线的前行波（公式中的“+”号项）和反行波（“-”号项），导线的对地电压和通过导线截面的电流是波的叠加的结果。

第三页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波行波有两个属性

以波速度运动 这一点可以从和得以证明：由可知，该值经过时间已向X正方向推进了的距离，即以波速度向X正方向运动。

第四页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波

末端的前行波来源于首端的前行波，两者存在时差。

由于已经指定了X正方向为电流参考方向，故向X负方向运动的正电荷形成的电流是负的，即，反行波的电流极性与导线上电荷极性相反。

第五页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波架空线路因此，波速度为：电缆线路，若：波速度第六页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波单波的电场能量等于磁场能量

对于架空线路有：

一般Z=500欧姆，分裂导线Z=300欧姆 对于电缆线路，Z大约几十欧姆 线路上有两组电荷沿导线-地同步地以波速度分别向X正方向或X负方向运动，它们在空间建立了电磁场，造就了导线上的电压和电流。在此，导线——介质——大地起到了引导电磁波的作用。因而这个过程被称为波过程。第七页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波线路波阻抗与集中参数电阻的区别

第八页，共十九页，2022年，8月28日第一节：单相均匀无损耗线路上的行波线路与外界打交道的只是端点的长度元，中间只是起到波的传播通道的作用。要把波的传播方向和电压、电流正负号严加区别，负波并非就是朝X负方向运动的波，只有的波才被确认为反行波。如果导线上既有前行波，又有反行波，则该点。第九页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射一.计算节点电压的等值电路（彼德逊法则）如果及产生。第十页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射对于图16-3中节点电压的计算，涉及到载波线路的端口等值电路。端口的等值电路：由上两式可得：当前波到达末端时，可以因端点的阻抗差异而取不同的电压、电流值。但线路1侧的值必须满足（16-9a）,以保证前行波在线路1末端的值不变。第十一页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射转换成计算节电电压的等效电源形式：第十二页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射彼德逊法则与戴维南定理吻合。求解若干个空间上割裂的彼此之间存在波时差的“点”元件——R、L、C电源与线路终端的微分元。等值电路计算的一种形式是用折射系数和反射系数。第十三页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射下面对几种典型情况进行计算分析，进一步搞清楚折反射的物理意义。末端开路末端接地第十四页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射末端接有与线路阻抗匹配的电阻器末端接有电阻第十五页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射二.由几条线路同时来波时的节点电压计算第十六页，共十九页，2022年，8月28日第二节：波的折射和反射例：母线上有几条架空线，其中一条有雷电波电压U0，假设所有线路阻抗波均为Z。试求母线电压Ub。第十七页，共十九页，2022年，8月28日第三节：波通过并联电容和串联电感第十八页，共十九页，2022年，8月