Расчет переходных процессов в длинных линиях. Солнышкин Н.И. - 6 стр.

   3.1. Возникновение и движение прямой (падающей) волны прямоугольной
                                  формы
       После подключения источника к линии линия начинает заряжаться до напряжения U0.
Накопление зарядов на проводах сопровождается токами электрического смещения между
проводами, а, следовательно, переменным электрическим полем, которое вызывает появле-
ние переменного магнитного поля. Волна электромагнитного поля, а соответственно, этому
волны напряжения между проводами и тока проводимости в проводах линии начинают рас-
пространяться вдоль линии.
       Пусть в момент времени t волна достигла сечения ab (рис.3). Тогда во всех точках ле-
вее сечения ab напряжение между проводами равно U0, а правее этого сечения напряжение
равно нулю.
       На поверхности верхнего провода происходит накопление положительного заряда и
левее сечения ab заряд на единицу длины равен q = С U0 , а правее равен нулю.
       Процесс распространения зарядов можно представить себе, таким образом, что по ме-
ре перемещения волны слева направо элементы верхнего провода один за другим приобре-
тают некоторый положительный заряд и такой же положительный заряд отнимается от эле-
ментов нижнего провода. Противоположные заряды образуют электрическое поле между
проводами на всей длине участка линии, по которому уже прошла волна. При возникновении
электрического поля у фронта волны между вновь заряжаемыми элементами проводов (ас и
bd) протекает ток (рис. 3) смещения:
                                      dg      dx
                                  i = = g0 = C0 U0 v = I0
                                      dt      dt
       Получается замкнутая цепь тока. От положительного полюса источника ток идет по
верхнему проводу, замыкается у фронта волны током смешения и затем идет по нижнему
проводу к отрицательному полюсу источника.
       По мере движения цепь удлиняется, но ток остается в цепи неизменным I0 = Со Uo v.
       В контуре, образуемом этой цепью, возникает магнитный поток, линии которого ле-
жат в плоскостях, перпендикулярных к осям проводов. При перемещении волны на расстоя-
ние dx = vdt магнитный поток увеличивается на величину dФ = L0Iodx = L0Iovdt . При воз-
никновении потока в контуре abcd наводится э.д.с. самоиндукции
                                 − dФ              dx
                                        = −L 0 I 0    = − L 0 I 0 v,
                                   dt              dt
действующая против движения стрелки часов.
       Таким образом, э.д.с. самоиндукции у фронта волны, направленная по линии dx, рав-
на и противоположна напряжению:
                                         u=L0I0v = Uo.




                                                                                          6