Методическое обоснование работы

        

    В электронных системах связь между элементами и питание осуществляется с помощью проводных линий различного исполнения (кабель, проводники печатной платы тонкие пленки интегральных микросхем). Связь элементов схемы с помощью проводников поясняется схемой электрической принципиальной. Однако присутствие проводников в схеме привносит в нее паразитные (нежелательные) элементы (емкости и индуктивности), которые изменяют ранее смоделированные проектировщиками характеристики схемы. Кроме того, эти паразитные элементы являются «цепями» наводки электрических сигналов от других устройств и каскадов, что обусловливает их неустойчивость (например, ложные сработки).

    В данной работе моделируется зависимость паразитных емкостей проводных линий от их параметров и расположении в пространстве.

 

Двухпроводная линия с проводами разного радиуса

Этот случай может относится либо к двум проводам разного диаметра (сечения) либо печатным проводникам платы.

Дано: R ₁ - радиус жилы положительно заряженного провода; R ₂ - радиус отрицательно заряженного провода; d - смещение осей цилиндрических проводов; U =φ₁ – φ ₂ - напряжение между про­водами (рис.1).

Рис.1

Определить: емкость линии на единицу длины С₀ можно по следующей формуле:

C₀ = 2· π · ε ₀ · ε /ln(s₂ + a)( s₁ + a)/(R₁R₂),

где: s₁ = (R₂² – R₁² + d²)/2d;

    s₂ = d – s₁;

    a = ( s ₁ ² – R ₁ ² )^0,5.

Алгоритм вычислений тот же, что и в предыдущем случае.

Значения емкости на единицу длины C ₀, полученные при решении этих задач, могут быть использованы при анализе работы линии при пере­менных токах и напряжениях.

Известно, что при наличии переменного магнитного поля электриче­ское напряжение между двумя точками зависит от формы пути, соеди­няющего эти точки. Однако в длинных линиях переменного тока линии магнитной индукции практически лежат в плоскостях поперечного сече­ния; контур, лежащий в этой плоскости, не пронизывается переменным магнитным потоком, поэтому циркуляция вектора E вдоль такого контура равна нулю, т.е. электрическое поле имеет потенциальный характер.

Емкость двухпроводной линии

Дано: R ₁ - радиус цилиндров (провод); d - расстояние между геомет­рическими осями цилиндров; U =φ₁ – φ ₂ - напряжение между про­водами (рис.2).

Рис.2

Определим емкость на единицу длины по формуле:

C ₀ = π·ε₀·ε/ ln ( s + a )/ R ,

Если d>>R, то а = s (смещением электрических осей относительно геометрических можно пренебречь), и емкость линии на единицу длины можно определить по формуле

C ₀ = π·ε₀·ε/ ln ( d / R ).

По рассчитанному значению емкости C ₀ определяют полную емкость между проводниками при общей длине протяженности L по формуле С=С₀· L .

Затем для схем, работающих по переменному току, определяют реактивное сопротивление паразитной емкостной связи на рабочей частоте f _РАБ по формуле Z_C =1/2·π· f _РАБ ·С.

Порядок выполнения работы

Для двух типов проводных линий выполнить расчет зависимости емкости С и реактивного сопротивления Z_C для следующих исходных данных

Вар-т	ε	R(R1) ,мм	R2 , мм	d ,мм	L ,м	f РАБ
1	2	0,7	0,8	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
2	2,3	0,8	1,0	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
3	2,6	1,0	0,7	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
4	2,9	0,7	0,8	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
5	3,2	0,8	1,0	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
6	3,5	1,0	0,7	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
7	4,0	0,7	0,8	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц
8	4,3	0,8	1,0	1,10,100,1000	1,10,100	50Гц,50кГц,50МГц

 

Результаты представить в таблице (или графике).

 

 

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!