Электрическими линиями с распределенными параметрами именуют такие линии, в которых для одного и того же момента времени напряжение и ток непрерывно изменяются при переходе от одной точки (сечения) линии к второй, соседней точке.
Подмагнитными линиями с распределенными параметрами знают такие линии, магнитное напряжение и магнитный поток на протяжении которых непрерывно изменяются при переходе от одной точки линии к соседней.
Эффект постоянного трансформации тока (потока) и электрического (магнитного) напряжения на протяжении линии существует потому, что линии владеют распределенными продольными и поперечными сопротивлениями (рис. 5.1, а).
На схеме (рис. 5.1, а) изображен участок линии с распределенными параметрами, через dx обозначен бесконечно малый элемент длины линии.
Сопротивления Z1, Z2, Z3, … именуют продольными сопротивлениями, в них включены сопротивления и прямого, и обратного проводов; сопротивления Z4, Z5 , Z6 … называютпоперечными сопротивлениями.
В следствии утечки тока через ток и4 сопротивление . Подобно, ток и т.д. Напряжение между точками а и b не равняется напряжению между точками с и d и т.д.
В электрических линиях с распределенными параметрами продольные сопротивления образованы индуктивностями и проводов активными сопротивлениями линии двух противостоящих друг другу участков линии длиной dx. Поперечные сопротивления складываются из сопротивлений утечки, появляющейся благодаря несовершенства изоляции между проводами линии, и емкостей, образованных противостоящими друг другу элементами (участками) линии. В магнитных линиях с распределенными параметрами продольные сопротивления являются магнитные сопротивления самих магнитных стержней, образующих магнитную линию, а поперечные сопротивления обусловлены утечкой магнитного потока по воздуху между противостоящими приятель
приятелю участками линии.
Линию с распределенными параметрами именуют однородной, в случае, если равны друг другу все продольные сопротивления участков линии однообразной длины и в случае, если равны друг другу все поперечные сопротивления участков линии однообразной длины. Так, участок линии (рис. 5.1, а) однороден, в случае, если Z1 = Z2 =Z3 =… и Z4 = Z5 = Z6.
Линию с распределенными параметрами именуют неоднородной,в случае, если продольные сопротивления в ней разны либо поперечные сопротивления неодинаковы.
Помимо этого, линии с распределенными параметрами возможно подразделить на две многочисленные группы: нелинейные и линейные.
Как пример нелинейной электрической линии с распределенными параметрами возможно назвать электрическую линию передачи большого напряжения при наличии между проводами линии негромкого электрического разряда – явления короны на проводах. В этом случае емкость между противостоящими друг другу участками линии есть функцией напряжения между этими участками.
Как пример нелинейной магнитной линии с распределенными параметрами возможно назвать линию, грамотного параллельно расположенными магнитными сердечниками, каковые в ходе работы линии смогут насыщаться.
В то время, когда говорят о линии с распределенными параметрами, то в большинстве случаев данный термин в мыслях связывают с замечательными линиями передачи электроэнергии на громадные расстояния, с телефонными и телеграфными воздушными либо кабельными линиями, с рельсовыми линиями автоблокировки на ЖД транспорте, с антеннами в радиотехнике и другими установками и родственными линиями.
Одновременно с этим с линиями с распределенными параметрами имеют дело и тогда, в то время, когда «линий» в буквальном смысле слова, казалось бы, вовсе нет. Так, простая индуктивная катушка при высоких частотах является линией с распределенными параметрами (рис. 5.1, б). Из рисунка (рис. 5.1, в) видно, что не считая индуктивностей в схеме замещения имеется ёмкости и межвитковые ёмкости на корпус прибора (на землю).
В случае, если по катушке проходит переменный ток, то через ёмкости и межвитковые ёмкости на землю кроме этого идет ток. При одном и том же напряжении между соседними витками ток через емкости тем больше, чем выше частота переменного тока. При низкой частоте (десятки, много, тысячи герц) ток через емкости несоизмеримо мелок, если сравнивать с токами через витки катушки, и наличие емкостей возможно не учитывать в расчете (что и делалось до сих пор).
В случае, если же частота тока весьма громадна, к примеру много миллиардов герц, то токи через емкости смогут многократно быть больше токи через витки катушки. В этом случае вся катушка в целом будет оказывать прохождению переменного тока емкостное, а не индуктивное сопротивление (количественные трансформации перешли в качественные).
При промежуточных частотах, порядка нескольких мегагерц (в то время, когда линейные размеры катушки соизмеримы с длиной волны), индуктивная катушка есть обычной линией с распределенными параметрами.
В случае, если индуктивная катушка намотана на металлический сердечник, что способен насыщаться, и частота тока велика, то все устройство в целом представляет собой сложную совокупность из электрической и магнитной нелинейных цепей с распределенными параметрами.
В курсе ТОЭ изучают лишь базы однородных линейных цепей с распределенными параметрами. Вся теория излагается применительно к электрическим линиям с распределенными параметрами на переменном токе. Теория однородных линейных электрических цепей с распределенными параметрами на постоянном токе следует из теории цепей переменного тока, в случае, если принять угловую частоту равной нулю.
Теория однородных линейных магнитных линий на постоянном токе в значительной степени подобна теории однородных линейных электрических линий с распределенными параметрами, лишь вместо тока в уравнении должны быть подставлены:
- магнитный поток, вместо электрического напряжения – магнитное напряжение;
- вместо продольного активного сопротивления – продольное магнитное сопротивление;
- вместо поперечной электрической проводимости – поперечная магнитная проводимость.