LABORATORIUM Z ELEKTROTECHNIKI
Ćwiczenie nr 11	Temat : Badanie linii długiej.
Data :	Ocena :

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest pokazanie na modelu linii długiej zależności zmiennego rozkładu wartości skutecznej napięcia wzdłuż linii w różnych stanach pracy oraz wpływu częstotliwości źródła zasilania na ten rozkład .

2. Schemat pomiarowy

3. Spis przyrządów.

• woltomierz cyfrowy Type V541

• woltomierz U.W.CZ. Typ U718A

• generator Type - KZ 1115

• model linii długiej

R₀ = 68 Ω / 10 km

L₀ = 12,8 mH / 10 km

C₀ = 0,1 μF / 10 km

G₀ = 0

4. Tabele pomiarowe.

Przy częstotliwości f = 2 kHz

1. stan jałowy:

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,547	0,49	0,415	0,344	0,297	0,294	0,292	0,27	0,26	0,2	0,137	0,088	0,111	0,17	0,21

2. stan zwarcia:

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,528	0,489	0,466	0,44	0,395	0,334	0,263	0,208	0,204	0,249	0,269	0,259	0,214	0,123	0

c) z impedancją falową: Z_C1 = ( 367 - j54 ) Ω

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,566	0,511	0,457	0,408	0,363	0,334	0,299	0,269	0,239	0,219	0,197	0,178	0,157	0,137	0,134

d) z C₁ = 1 μF

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,601	0,541	0,463	0,386	0,331	0,326	0,324	0,324	0,294	0,235	0,163	0,1	0,117	0,185	0,237

e) z L₁ = 21 mH

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
X	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,54	0,48	0,442	0,42	0,396	0,364	0,307	0,228	0,181	0,192	0,219	0,248	0,239	0,189	0,099

Przy częstotliwości f = 6 kHz

a)stan jałowy:

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,515	0,548	0,435	0,36	0,366	0,262	0,278	0,182	0,239	0,107	0,18	0,061	0,116	0,086	0,096

b) stan zwarcia:

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x	km	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
U	V	0,52	0,545	0,447	0,33	0,372	0,224	0,279	0,157	0,232	0,106	0,148	0,12	0,056	0,15	0

U = F(f) x = 90 km

Lp		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
f	kHz	0,1	0,4	0,8	1	1,5	2	3	5	7	9	10
U	V	0,169	0,166	0,215	0,179	0,167	0,225	0,247	0,246	0,12	0,034	0,001

5. Charakterystyki.

• zależność napięcia od odległości w stanie jałowym dla f =2 kHz U = f(x)

• zależność napięcia od odległości w stanie zwarcia dla f =2 kHz U = f(x)

• zależność napięcia od odległości z włączoną impedancją falową Z_C1 = ( 367 - j54 ) Ω

• zależność napięcia od odległości z włączoną pojemnością C₁ = 1 μF dla f = 2 kHz

• zależność napięcia od odległości z włączoną indukcyjnością L₁ = 21 mH dla f = 2 kHz

- zależność napięcia od odległości w stanie jałowym dla f =6 kHz U = f(x)

• zależność napięcia od odległości w stanie zwarcia dla f =6 kHz U = f(x)

• zależność napięcia od częstotliwości na 90 kilometrze linii U = f(f)

6. Wnioski.

W ćwiczeniu zbadaliśmy linię długą zbudowaną z elementów RLC , na podstawie pomiarów wykreśliliśmy następujące charakterystyki :

• charakterystyki stanu jałowego linii długiej dla f = 2 kHz oraz f = 6 kHz ;

Na podstawie charakterystyk zauważamy , że napięcie zmienia się skokowo wraz ze wzrostem odległości x . Zauważamy ponadto , że napięcie gwałtownie maleje do 120 km , przy dalszym zwiększaniu odległości dla f = 2 kHz napięcie nieznacznie rośnie , natomiast dla f = 6 kHz wartość napięcia oscyluje przy stałej wartości . Porównując charakterystyki dla f = 2 kHz oraz dla f = 6 kHz , zauważamy , że dla f = 2 kHz linia osiąga mniejsze tłumienie niż dla f = 6 kHz , natomiast dla f = 6 kHz zmiany napięcia następują gwałtowniej .

• charakterystyki stanu zwarcia linii długiej dla f = 2 kHz oraz f = 6 kHz ;

Na podstawie charakterystyk zauważamy , że napięcie zmienia się skokowo wraz ze wzrostem odległości x . Zauważamy ponadto , że napięcie gwałtownie maleje do 90 km , przy dalszym zwiększaniu odległości dla f = 2 kHz napięcie powoli rośnie do 110 km po czym znów gwałtownie maleje . Dla f = 6 kHz napięcie cały czas zmienia się skokowo . Na 150 km napięcie osiąga wartość U = 0 V zarówno dla częstotliwości 2 kHz jak i 6 kHz .

• charakterystyki linii długiej z impedancją falową Z_C1 = ( 367 - j54 ) Ω oraz pojemnością C₁ = 1 μF i indukcyjnością L₁ = 21 mH dla częstotliwości f = 2 kHz .

Charakterystyka linii długiej z impedancją falową Z_C1 = ( 367 - j54 ) Ω jest w przybliżeniu charakterystyką liniową .

Charakterystyka linii długiej z włączoną pojemnością C₁ = 1 μF jest podobna do charakterystyki linii długiej w stanie jałowym tzn. napięcie zmienia się skokowo wraz ze wzrostem odległości x . Napięcie gwałtownie maleje do 120 km , przy dalszym zwiększaniu odległości napięcie nieznacznie rośnie .

Natomiast charakterystyka linii długiej z włączoną indukcyjnością L₁ = 21 mH jest podobna do charakterystyki linii długiej w stanie zwarcia tzn. , że napięcie zmienia się skokowo wraz ze wzrostem odległości x . Napięcie gwałtownie maleje do 90 km , przy dalszym zwiększaniu odległości napięcie powoli rośnie do 120 km po czym znów gwałtownie maleje . Charakterystyka ta różni się od charakterystyki linii długiej w stanie zwarcia tym , że napięcie nie osiąga wartości U = 0V.

• charakterystykę napięcia od częstotliwości U = f(f) na 90 km linii.

Na podstawie tej charakterystyki widzimy , że tłumienie linii długiej rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości . Zauważamy że przy zmianie częstotliwości do f = 2 kHz napięcie zmienia się skokowo natomiast od częstotliwości f = 5 kHz wartość napięcia gwałtownie maleje , osiągając przy częstotliwości f = 10 kHz wartość U = 0,001 V .

2

---