Потери в линиях связи

March 30, 2015 by admin Комментировать »

Электрические токи в пути по длинной линии неизбежно слабеют и затухают. Проводники линии всегда обладают сопротивлением (омическим, активным сопротивлением). Проводники нагреваются, когда по ним проходит электрический ток. На этот нагрев расходуется мощность. Нагрев может быть незначительный, ничтожные доли градуса. Но если линия длинная, то токи все слабеют и мощность их в конце концов становится очень малой.

Второй источник потерь — это несовершенная изоляция между проводниками линии. Даже воздух не является идеальной изоляцией. Еще хменее совершенны любые твердые и жидкие изоляторы. Между проводниками линии всегда существуют токи утечки, они вызывают выделение гепла в изоляции, вызывают поглощение мощности.

Для токов разной частоты проводники линии имеют разное активное сопротивление. А именно, чем выше частота тока, тем сильнее концентрируется ток в тонком поверхностном слое проводника. И чем неравномернее распределен ток в проводнике, тем большая часть его

Фиг. &2э. Зависимость затухания от частоты тока для силового кабеля на напряжение 6,6 кв.

энергии теряется на единицу длины проводника. И потери в изоляции между проводами линии также растут с частотой тока. Для токов низких частот многие материалы являются хорошими изоляторами. Для токов же высоких частот в этих материалах велики потери.

Поэтому чем выше частота тока, тем больше его затухание в линии (фиг. 6-25).

Так в щелястом транспортере раньше и легче всего теряются в пути мелкие составляющие. Сначала раструсятся в пути маковые зерна, потом гречневые, а позже всего крупные бобы.

Процентный состав смеси меняется в пути.

Когда по длинной связи передаются токи телефонного разговора, то составляющие более высоких частот затухают скорее. Человеческая речь становится глухой, неразборчивой.

Затухание в длинной линии происходит по закону геометрической прогрессии. Распространяясь по среднего качества двухпроводной линии из стальных проводов, переменный ток с частотой 800 гц (это средняя звуковая частота) теряет половину своей мощности на длине 20 км. На следующих 20 км он потеряет еще половину от оставшейся половины. Через 200 км останется меньше одной тысячной от начальной мощности. А еще через 200 км останется меньше одной миллионной.

Существуют специальные единицы для затухания (фиг. 6-26). Одна из них названа «бел». Один бел — это затухание, которое уменьшает начальную мощность в 10 раз. Так как мощность пропорциональна квадрату силы тока или напряжения, то затухание в один бел уменьшает ток или напряжение в ]/Юя^З,15 раза. Бел — крупная единица затухания, часто применяется одна десятая ее часть, один децибел, он обозначается дб. Это затухание соответствует изменению мощности в 1,25 раза и изменению тока или напряжения в 1,12 раза.

Другая единица затухания, которая также часто применяется, это непер (неп). Непер соответствует ослаблению тока или напряжения в 2,7 раза (основание натуральных, или, как их еще иногда называют, неперовых логарифмов) и, следовательно, ослаблению мощности в 2,72 = 7,3 раза. 1 неп = 8,7 дб.

При нормальной громкости разговора обычный телефонный аппарат с угольным микрофоном развивает мощ-

Фиг. 6-26. График для пересчета отношений мощностей, токов и напряжений в единицы затухания.

По нижней горизонтальной оси отложены децибелы, по верхней горизонтальной оси неперы. По вертикальной оси отложены отношения токов, напряжений, и мощностей.

ноеть около одной ‘тысячной ватта. В проводной связи с этой мощностью часто сравнивают всякие другие мощности. Одну тысячную ватта принимают за нулевой уровень. Нормальное человеческое ухо может еще разобрать разговор, когда к телефону среднего качества подходит мощность в одну миллионную ватта, т. е. в одну тысячную нулевого уровня.

Между двумя нормальными телефонными аппаратами допустимо, следовательно, ослабление в тысячу раз, т. е. затухание примерно в 3,5 неп.

В самой лучшей линии из медных 4-миллиметровых проводов такое затухание будет на длине 1 200 км. Но так как затухание существует еще и в самих аппаратах в соединительных станционных устройствах, то практическая дальность связи на хорошей линии не превышает 500 км.

Страшная штука — затихание по геометрической прогрессии. Чтобы получить миллионную ватта на приемном конце линии длиной 7 тыс. км (это меньше расстояния от Москвы до Хабаровска), к началу этой линии надо бы подвести мощность в миллиард киловатт — больше, чем мощность всех электростанций на земном шаре.

Радиоволны и лучи света в пространстве без потерь слабеют пропорционально квадрату расстояния от излучателя. На малых расстояниях этот закон дает более быстрое падение принимаемой мощности нежели закон геометрической прогрессии — логарифмический закон. На малые расстояния очень выгодно передавать по проводам. Но на больших расстояниях мощность в проводе слабеет куда быстрее, нежели мощность в луче.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты