Impedancja falowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Impedancja falowa – wielkość opisująca właściwości ośrodka lub układu przenoszącego falę niestojącą, będąca miarą oporu, jaki ośrodek ten stawia drganiom podczas jej rozchodzenia się.

Linia długa – w elektrotechnice, elektronice i telekomunikacji określenie linii transmisyjnej przenoszącej sygnały, stosowane przede wszystkim w teorii obwodów i technice mikrofal.Fider – w technice radiowej, w systemach nadawczych i odbiorczych – jest to fizyczne okablowanie przenoszące sygnał radiowy z nadajnika do anteny lub z anteny do odbiornika, nazywane też linią transmisyjną.

Impedancja linii elektrycznej[ | edytuj kod]

Schemat pokazujący elementarny fragment linii transmisyjnej

Impedancja falowa linii elektrycznej jest definiowana jako stosunek napięcia przemiennego na wejściu linii, do natężenia prądu jakie to napięcie wywołuje w linii, przy założeniu, że w linii nie występują odbicia fali. Impedancję definiuje się dla każdego ośrodka, w którym przenoszone są fale elektromagnetyczne.

Pojemnością elektryczną odosobnionego przewodnika nazywamy wielkość fizyczną C równą stosunkowi ładunku q zgromadzonego na przewodniku do potencjału φ {displaystyle varphi } tego przewodnika.Fala stojąca – fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach. Zwykle efekt ten powstaje np. poprzez nałożenie na falę biegnącą fali odbitej.

Jednostką impedancji falowej, podobnie jak impedancji w obwodach elektrycznych, jest om.

Z modelu linii transmisyjnej i zastosowanych do niej równań telegrafistów wynika, że impedancja charakterystyczna linii transmisyjnej wynosi:

gdzie:

Obwód elektryczny – układ elementów tworzących drogę zamkniętą dla prądu elektrycznego. Obwód elektryczny tworzą: źródła prądowe i napięciowe, przewody elektryczne, wyłączniki oraz odbiornik. Odwzorowaniem graficznym obwodu jest schemat.Om (Ω) – jednostka rezystancji w układzie SI (jednostka pochodna układu SI). Nazwa om pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Georga Ohma.
rezystancja jednostki długości linii indukcyjność jednostki długości linii konduktancja jednostki długości linii pojemność jednostki długości jednostka urojona pulsacja.

Dla linii o małych stratach i można pominąć – wówczas impedancja falowa jest równa:

Odbicie - zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków, powodująca, że pozostaje ona w ośrodku, w którym się rozchodzi. Odbicie może dawać obraz lustrzany lub być rozmyte, zachowując tylko właściwości fali, ale nie dokładny obraz jej źródła.Konduktancja (przewodność elektryczna) jest odwrotnością rezystancji. Jest więc miarą podatności elementu na przepływ prądu elektrycznego.

Impedancja falowa ośrodków dielektrycznych dla fali elektromagnetycznej, w tym i dla światła, jest równa:

Impedancja falowa próżni jest równa:

Pulsacja (częstość kołowa, częstość kątowa) - wielkość określająca, jak szybko powtarza się zjawisko okresowe. Pulsacja jest powiązana z częstotliwością (f) i okresem (T) poprzez następującą zależność:Rezystancja (opór elektryczny, opór czynny, oporność, oporność czynna) – wielkość charakteryzująca relacje między napięciem a natężeniem prądu elektrycznego w obwodach prądu stałego. W obwodach prądu przemiennego rezystancją nazywa się część rzeczywistą zespolonej impedancji.

Jest to jednak wielkość teoretyczna. W rzeczywistych liniach o skończonej długości lub niejednorodności parametrów w różnych miejscach linii dochodzi do odbić, które zmieniają warunki pomiaru.

Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodkuDwójnik czyli jednowrotnik – element (układ) elektroniczny, który posiada dwa zaciski (końcówki), które przy pełnym włączeniu elementu do obwodu staną się dwoma węzłami.

Praktycznie wartość impedancji wyznacza się przez pomiar pośredni, mierząc impedancję wejściową i impedancję wyjściową. Pierwiastek kwadratowy z iloczynu tych wartości jest równy impedancji falowej linii.

Fizycznie rozumie się przez to impedancję, jaką „widzi” fala padająca w kierunku swojego toru.

W teorii:

Impedancja wyjściowa Zwy, w modelu układu elektronicznego jako czwórnika, to stosunek napięcia wyjściowego do prądu wyjściowego układu, liczony przy wyłączonych autonomicznych źródłach napięciowych i prądowych, wyrażony w omach.Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) – rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego.
  1. Impedancja wejściowa linii długiej zwartej na końcu dąży do impedancji falowej.
  2. Impedancja wejściowa linii długiej obciążonej dwójnikiem o wartości impedancji falowej eliminuje falę odbitą oraz, dla każdej częstotliwości, dąży do impedancji falowej.

Impedancja linii jest parametrem odpowiadającym za odbicia sygnału na granicy różnych linii. W przypadku połączenia dwóch linii o impedancjach i gdy przejście między liniami jest znacznie mniejsze od długości rozchodzącej się w linii fali, współczynnik odbicia fali jest równy:

Oporność falowa (impedancja akustyczna) w akustyce to miara oporu, jaki stawia ośrodek, rozchodzącej się w nim fali dźwiękowej, jest szczególnym przypadkiem impedancji falowej. Określa ją wzór:Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) - wielkość fizyczna charakteryzująca przepływ prądu elektrycznego zdefiniowana jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku.

Współczynnik transmisji określa wzór:

Indukcyjność określa zdolność obwodu do wytwarzania strumienia pola magnetycznego Φ powstającego w wyniku przepływu przez obwód prądu elektrycznego I. Oznaczana jest symbolem L. Jednostką indukcyjności jest henr (H). Ze strumieniem indukcji magnetycznej Φ i natężeniem prądu I związana jest wzorem:Impedancja wejściowa Zwe, w modelu układu elektronicznego jako czwórnika, to stosunek napięcia wejściowego do prądu wejściowego układu, liczony przy wyłączonych autonomicznych źródłach napięciowych i prądowych, wyrażony w omach.


Podstrony: 1 [2] [3]




Reklama