1.1
Parametry homogenního vedení
Souhrn
Vedení je tvořeno souběžnými vodiči, jejichž vzájemná vzdálenost je mnohem menší než jejich délka.
Homogenní vedení je charakterizováno tím, že vlastnosti stejně dlouhých úseků jsou shodné – průřez vodičů, jejich vzájemné uspořádání a vlastnosti okolního prostředí v podélném směru se nemění.
Vzhledem k vlnovému charakteru jevů probíhajících na vedení musíme pro jeho popis zavést parametry, které by byly schopny vyjádřit vlastnosti libovolně krátkých úseků.
+
Obr. 1. Elementární úsek dvouvodičového vedení délky dx
Představme si elementární úsek dvouvodičového vedení délky
.
Jeho vstupní napětí je
a liší se od výstupního napětí
.
Jeho vstupní proud je
a liší se od výstupního proudu
.
Uvažujeme-li elementární časový úsek
, pak rozdíl vstupní a výstupní energie,
tj.
,
je roven energii elektrického a magnetického pole nahromaděné mezi vodiči a energii měnící se v teplo ve vodičích a v nedokonale izolujícím prostředí mezi vodiči.
Energii elektrického pole si můžeme představit jako energii elementárního kapacitoru s kapacitou
, tj.
.
Energii magnetického pole si můžeme představit jako energii elementárního induktoru s indukčností
, tj.
.
Energii přeměněnou v teplo si můžeme představit jako energii dvou elementárních rezistorů, jednoho s odporem
a druhého s vodivostí
, tj.
.
Z těchto elementárních prvků můžeme vytvořit náhradní zapojení elementárního úseku vedení tak, aby vykazovalo stejnou energetickou bilanci. Vzájemné propojení vyplývá ze závislosti příslušných energií na napětí nebo proudu.
+
Obr. 2. Náhradní zapojení elementárního úseku vedení
Pro vyjádření elementárních prvků je účelné zavést poměrné parametry vedení udávající kapacitu, indukčnost, odpor a svod na jednotku délky.
Obvykle se značí stejně jako indukčnost, kapacita, odpor a svod v obvodech se soustředěnými parametry, tj.
Elementární parametry úseku vedení délky dx jsou pak:
,
,
,
a jeho náhradní zapojení vidíme na obrázku níže.
+
Obr. 3. Náhradní zapojení elementárního úseku vedení s popisky