Режим несогласованной нагрузки

В этом режиме . Следовательно, появляются прямые и обратные волны

С ростом расстояния от конца линии векторы волн вращаются (рис. 13.8).

В конце линии (x ' = 0) векторы напряжений (и токов) прямой и обратной волн сдвинуты на угол d, который определяется коэффициентом отражения

По мере удаления от конца линии векторы волн вращаются и в точке имеют противоположные фазы (рис. 13.8 б). При этом

В точке векторы волн совпадают по фазе (рис. 13.8 в). При этом

Изменение действующих значений напряжения и тока вдоль линии показано на рис. 13.9.

Следовательно, в этом режиме действующие значения тока и напряжения распределяются вдоль линии по периодическому, но не синусоидальному закону.

Введем понятие коэффициента бегущей волны

, (13.47)

где k _с – коэффициент стоячей волны.

Тогда входное сопротивление в точке х ₁

является чисто активным, так как чисто активным является волновое сопротивление.

В точке x ₂

входное сопротивление также чисто активное.

Следовательно, во всех точках линии, где напряжение минимально, а ток максимален, и наоборот, входное сопротивление имеет чисто активный характер.

Рассмотрим крайние случаи несогласованной нагрузки.

При холостом ходе I ₂ = 0, и из (13.43) получаем:

(13.48)

Тогда мгновенные значения тока и напряжения изменяются по закону:

(13.49)

На рис. 13.10 показано распределение мгновенных значений напряжения вдоль линии для разных моментов времени, а на рис. 13.11 – действующих значений напряжения и тока.

Из анализа (13.49) и рис. 13.10 следует, что напряжение по всей линии изменяется по синусоидальному закону с одинаковой фазой и в каждой точке линии имеет определенную амплитуду.

Это означает, что не происходит перемещения волн напряжения и тока вдоль линии. Возникает так называемая стоячая волна (рис.13.11).

Если положить в уравнениях (13.42) I ₂ = 0, то

Отсюда видно, что напряжение в любой точке в режиме холостого хода можно представить как результат наложения прямой и обратной волн, имеющих одинаковую амплитуду.

Входное сопротивление линии

. (13.50)

Входное сопротивление в режиме холостого хода имеет чисто реактивный характер и зависит от длины линии (b = const).

Следовательно, изменяя длину линии (), в режиме холостого хода можно изменять величину и характер входного сопротивления (рис. 13.12).

При коротком замыкании U ₂ = 0

(13.51)

Мгновенные значения будут

(13.52)

Так же как и в предыдущем случае, фаза колебаний и амплитуда зависят от различных переменных, что и определяет возможность возникновения стоячих волн (рис. 13.13).