произойти так называемое отражение волн, что может существенно изменить режим работы линии.

Чтобы выяснить, при каком условии в идеальной линии конечной длины воз.можно наличие бегущих волн, движущихся только от её начала к концу, познако.мимся с широко при.меняю-щимся параметром линии - волновым сопротивлением её.

При распространении бегущих волн в каждом бесконечно малом элементе линии в те моменты, когда напряжение и ток в них достигают своих амплитудных значений, имеются энергии:

1) запасаемая в индуктивности (Lidy)

2) запасаемая в ёмкости {C,dy)

(C,dij) Ul,

Эти энергии равны, ибо в противном случае сопротивление, на которое нагружен генератор, пли, как принято говорить, входное сопротивление линии было бы реактивным.

Входное сопротивление линии, равное отношению напряжения к току в начале линии, должно быть активным потому, что напряжение и ток в начале линии совпадают по фазе.

Приравнивая правые части двух последних равенств, нетрудно получить

YjL. (4.VI)

Из этого равенства следует, что при наличии в линии бегущей волны напряжения с амплитудой U i амплитуда бегущей волны тока определяется, шгласно-закону Ома, по формуле

/.1 = -. (5.VI)

где

9 = У~- (6-VI)

Ci

Параметр р, имеющий размерность сопротивления, одинаков в любой точке линии и определяется только её погонными параметрами L/ и С;. Он представляет собой то сопротивление, которое оказывает линия бегущей волне напряжения, поэтому р называется волновым сопротивлением линии.

Бегущие волны в идеальной линии конечной длины

Режим бегущих волн в идеальной линии конечной длины, очевидно, возможен в том случае, когда вся энергия бегущей волны, отдаваемая генератором в начале линии, полностью по-14-624 209

глощается в нагрузке, включённой в конце линии. В противном случае в конце линии произойдёт отражение волны, которая будет переносить по линии энергию в обратном направлении (от конца линии к генератору). Она называется отражённой волной.

Полное поглощение энергии нагрузкой может быть только в том случае, если сопротивление нагрузки активное и равно

Причина этому очевидна. Амплитуды напряжения на нагрузке и тока через неё равны амплитудам напряжения и тока в конце линии, которые для идеальной линии любой длины должны быть равны и ,1 и fi (при работе в режиме бегущих волн) при сдвиге фаз между ними, равном нулю.

Сравнивая последнее равенство с (4.VI) и учитывая ф-лу (6.VI), заключаем: режим бегущей волны в идеальной линии конечной длины будет только в том случае, если она нагружена на конце активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии. В этом случае входное сопротивление линии равно волновому сопротивлению линии и не зависит от длины линии.

§ 2.VI. Сущность процесса передачи энергии электромагнитной волной, распространяющейся вдоль однородной линии. Вектор Умова - Пойнтинга

Остановихмся на физической сущности процесса передачи энергии вдоль однородной линии, нагруженной сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии.

Пусть в идеальной линии происходит распространение бегущих волн напряжения и тока. Поскольку в любом месте между проводами существует разность потенциалов, между ними будет иметь место электрическое поле, причём в местах наибольшей разности потенциалов плотность электрических силовых линий будет тоже наибольшей. На рис. За.VI показано распределение электрических силовых линий между проводами в плоскости чертежа для некоторого момента времени на длине, равной 2 А. Наибольшая плотность электрических силовых линий будет в точках /, 2, S и 4, где разность потенциалов между проводами наибольшая. Направление силовых линий противоположно для двух соседних участков в соответствии с чередованием знака потенциала на каждом из проводов.

С другой стороны, ввиду наличия в линии перемещения зарядов, т. е. тока, провода линии будут окружены магнитным полем, силовые линии которого лежат в плоскостях, перпендикулярных к проводам линии. Характер распределения магнитных силовых линий в одной из плоскостей, проведённой перпендикулярно к оси проводов в некотором месте линии, показан на рис. 36.VI. Кружок с крестиком внутри обозначает сечение элемента прово-

Злеитричг!: me палв

Рис. 3.VI. a) Картина расположения электрических силовых линий между проводами линии в плоскости чертежа, б) картина расположения электрических и магнитных силовых линий в плоскости, перпендикулярной проводам линии