Лінії передачі

Опір при змінному струмі струмопровідних жил 2-проводового ланцюга (активний опір) визначається по формулі:

 

де а – відстань між провідниками ланцюга [мм],  – параметр, який враховує тип скрутки (при парній скрутці =1, при зірковій – =5).

Перший член рівняння – враховує опір постійному струму, другий – опір за рахунок поверхневого ефекту та третій – опір за рахунок ефекту близькості. Значення функції F(кr), G(кr), H(кr) знаходяться по табл. Б.1. ДОДАТКУ Б в залежності відзначення кr. Значення кr підраховується по формулі з табл. Б.2. Відстань між центрами жил (а) підраховується таким чином.

Діаметр ізольованої жили:

 

де  – товщина корделю [мм], Δ – товщина полістирольної стрічки (якщо кордель не використовується, то враховується тільки товщина накладеної ізоляції).

Значення  і Δ беруться з довідників де дається конструкція ізоляційного покриття СПЖ. Діаметр зіркової групи d3 визначається по формулі d3 2,42d1, а відстань між центрами жил d=1,41d1. В кабелях зв’язку, як правило, є кілька четвірок. Провідники сусідніх четвірок вносять додаткові втрати на вихрові струми. Це збільшує оптимальний опір ланцюга. Крім того, опір зростає за рахунок втрат в металевій оболонці. Для визначення додаткового опору RМ, еквівалентного цим втратам, користуються даними при f=200 кГц, які приведені в табл. Б.3. Перерахунок втрат в металі RМ для іншої частоти здійснюється по формулі:

 

де RМ200 – табличні дані; f – частота, кГц.

Опір 2-проводового ланцюга при температурі t, яка відрізняється від 200С визначається по формулі:

 

де R20 – опір при температурі t = 200C [Ом/км], αR – температурний коефіцієнт опору, який дорівнює 4·10-3 [], t – температура при якій визначається опір.

При розрахунку активного опору провідників коаксіальної пари потрібно враховувати, що коаксіальний кабель працює в області високих частот. Опір коаксіальної пари складається із опорів внутрішнього (RA) і зовнішнього провідників (RБ). Внутрішні та зовнішні провідники можуть виготовлятись з міді або алюмінію. Загальний опір коаксіального кабелю для високочастотної області від 60…100 кГц і вище розраховується за наступними формулами. Для коаксіального кабелю із мідних провідників:

 

де f – частота на якій розраховується опір (верхня частота лінійного спектра системи передачі, яка працює по кабелю) [Гц]; rА – радіус внутрішнього провідника [мм], rБ – внутрішній радіус зовнішнього провідника [мм].

Для коаксіального кабелю із алюмінієвих провідників:

 

В випадку, якщо внутрішній провідник мідний, а зовнішній алюмінієвий:

 

Температура ґрунту впливає на електричний опір провідника. Із збільшенням температури ґрунту опір провідника збільшується. Активний опір коаксіальної пари при температурі, яка відрізняється від 200С, розраховується по (2.8), аналогічно як для розрахунку активного опору симетричного ланцюга при температурі, яка відрізняється від 200С.

 

 

Індуктивність симетричного кабельного ланцюга в цілому визначається сумою зовнішньої (LЗОВ) і внутрішньої (LВН) індуктивностей. Внутрішня індуктивність по абсолютній величині значно менша зовнішньої та з ростом частоти значно знижується. Індуктивність 2-проводового ланцюга визначається за виразом:

 

де, перший член характеризує зовнішню індуктивність, а другий – внутрішню.

Функцію Q(кr) в залежності від значення кr знаходять по табл. Б.1.

Індуктивність коаксіальної пари складається з внутрішньої індуктивності проводів (LА, LБ) і зовнішньої міжпровідникової індуктивності (LЗОВ) і визначається по наступним формулам. Для коаксіального кабелю із мідних провідників:

 

Перший член характеризує внутрішню індуктивність коаксіальної пари, а другий – зовнішню. Для коаксіального кабелю із алюмінієвих провідників:

 

В випадку, якщо внутрішній провідник мідний, а зовнішній – алюмінієвий:

 

Внутрішня індуктивність значно менше зовнішньої, а з ростом частоти її відносне значення все більш зменшується. Тому індуктивність коаксіальної пари іноді розраховується з достатньою ступеню точності по формулі:

 

 

Ємність симетричного кабельного ланцюга С аналогічна ємності конденсатора, де роль обкладинок виконують поверхні проводів, а діелектриком є розміщені між ними ізоляційний матеріал (папір, стирофлекс, поліетилен і т. ін.). Робочою ємністю називають ємність між жилами одного ланцюга з урахуванням навколишніх ланцюгів і металевих оболонок. Робоча ємність ланцюга має вигляд:

 

де ε – еквівалентна діелектрична проникливість комбінованої ізоляції, ψ – коефіцієнт, який враховує близькість металевої оболонки кабелю.

Еквівалентна діелектрична проникливість для різних типів ізоляції дається в табл. Б.4. Коефіцієнт ψ для зіркової скрутки розраховується по формулі:

 

При визначенні ємності коаксіального кабелю враховують, що він аналогічний циліндричному конденсатору та його електричне поле створюється двома циліндричними поверхнями з загальною віссю. Внаслідок своєї симетрії напруженість електричного поля має рівні потенціали на визначеній відстані від центра кабелю. Ємність коаксіального кабелю розраховується за виразом:

 

де εr – еквівалентна діелектрична проникливість ізоляції коаксіальної пари.

Еквівалентна діелектрична проникливість для різних типів ізоляції наведена в табл. Б.6.

 

 

Провідність ізоляції пов’язана