Bài tập Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng

Nội dung text: Bài tập Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng

1. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.1 Mạch điện gồm có RL, nối tiếp tụ điện C và đường dây không tổn hao ngắn mạch cuối, nối vào nguồn áp tần số 500 MHz. Biết áp trên RL là VL = Vg/2. Tìm giá trị tụ C ? (Ans: 6.366 pF ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
2. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.2 (tiếp theo): a) Xác định bước sóng tín hiệu trên đường dây ? b) Chứng tỏ rằng sóng đứng xảy ra với mọi giá trị ℓ ≠ 0 ? o c) Tìm giá trị bé nhất của ℓ để İR = 20 A ? Tìm áp và dòng tại giữa đường dây ? d) Tìm giá trị bé nhất của ℓ để İR = 0 ? e) Tìm giá trị bé nhất của ℓ để İ(ℓ/2) = 0 ? Xác định áp tại đầu đường dây ? o (Ans: (a) 4m (b) đúng vì 2 = 1 (c) 2m; U(l/2) = 0; I(l/2) = 2-90 A (d) 1m (e) 4m; 1000o V ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
3. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.5 Cho đường dây không tổn hao, cách điện không khí, trở kháng đặc tính Z0 = 75 . Tải cuối đường dây Z2 = 45 + j60 . Tìm trở kháng vào đầu đường dây cho mỗi trường hợp tần số làm việc và chiều dài của đường dây: (a) Nếu f = 15 MHz, ℓ = 5 m ; (b) Nếu f = 50 MHz, ℓ = 3 m ; (c) Nếu f = 37,5 MHz, ℓ = 5 m. (Ans: (a) 45 – j60  (b) 45 + j60  (c) 225  ) 5.6 Cho hai đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính khác nhau, ghép tầng như hình vẽ. Tại tần số 1 GHz, đường dây 50 dài /4 và đường dây 100 dài /8. Tải cuối đường dây ZL = 20 . (a) Tìm trở kháng vào Zin của hệ ? (b) Xácđịnh Zin khi tần số làm việc là 2 GHz ? (Ans: a) 97.56 – j21.95 b) 500  ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
4. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.8 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ o và VG = 50 V, ZG = 100 , ZR = 300 . Tìm: a) Trở kháng vào đầu đường dây ? b) Công suất tiêu tán trên ZG ? c) Công suất trên ZR ? ❖Một đường dây phần tư sóng, trở kháng đặc tính Z02, nối tại tải để hòa hợp đường dây. Tìm : d) Giá trị Z02 ? e) Công suất tiêu tán trên ZG ? f) Công suất trên ZR ? (Ans: a) 35.3 + j66.2 b)55.1mW c)19.45mW d)150 e) 40.8mW f)30.61mW ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
5. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.10 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ o và Ė = 340 V, Zn = 100 , ZL1 = 40 – j30 , ZL2 = 100 + j50, Z0 = 50 , ℓ = /4, ℓ1 = /2, ℓ2 = 3/4,. Tìm: a) Hệ số sóng đứng trên đường dây ℓ ? Zn ℓ ℓ _+ 1 ZL1 b) Công suất phát của Ė Z Z nguồn ? 0 0 c) Công suất nhận tại Z0 mỗi tải ? ℓ2 ZL2 (Ans: a) 3.81 b) 2.17 W c) 0.361W and 0.903 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
6. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.13 Cho nguồn e(t) = cos(t) V, tần số f = 30 MHz, nội trở Rs = 30 , nối với đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ = 1m, điện cảm đơn vị L0 = 0,5 µH/m, điện dung đơn vị C0 = 200 pF/m. Tải cuối đường dây ZL = 100 . Tìm: trở kháng đặc tính, vận tốc pha, hệ số phản xạ cuối đường dây, hệ số sóng đứng trên đường dây, trở kháng vào đầu đường dây, điện áp và công suất trên tải ? Do đường dây không tổn hao, chứng tỏ rằng công suất trên tải cũng bằng công suất nhận tại đầu đường dây ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
7. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.16 Cho mạch chứa các đường dây không tổn hao, biết: 2Z01 = Z02 = 100 , hai tải RL1 = RL2 = 50. Tìm công suất tiêu thụ trên mỗi tải ? Ans: PL1 = 100 W; PL2 = 25 W ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
8. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.18 Cho mạch điện chứa hai đường dây không tổn hao có các o trở kháng đặc tính Z01 = 2Z02 = 100 . Biết Vg = 100 V, Zg = 100 + j100  và tải ZL = 50 + j50 . Xác định : a) Công suất tiêu tán trên tải ZL ? b) Điện áp và dòng trên tải ? Ans: (a) 0.125 W (b) – j5V; – 0.05 – j0.05 A ) Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
9. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.20 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài 8 ℓ = 300 m, trở kháng đặc tính Z0 = 50  và vận tốc pha vp = 3.10 m/s. Biết R1 = Z0 và R2 = 2Z0. a) Dựng giản đồ bounce xác định u(z, t) và i(z, t) khi 0 0 biết e(t) = (t) ? Viết biểu thức u(ℓ/2, t) và i(ℓ/2, t) ? b) Vẽ dạng u(ℓ/2, t) khi 0 < t < 6 s nếu e(t) = 60u(t) V ? Cho biết trị xác lập của áp và dòng trên đường dây ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
10. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.22 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, khóa K đóng lại tại t = 0. Biết Vg(t) = 90 V, dựng giản đồ bounce áp và dòng ? Từ đó: a) Vẽ dạng áp và dòng tại z = 0, z = ℓ/2 và z = ℓ khi 0 < t < 7 s ? b) Vẽ dạng áp và dòng trên đường dây theo z tại các thời điểm t = 1,2 s và t = 3,5 s ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
11. Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng 5.24 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài 8 ℓ = 0,2m, trở kháng đặc tính Z0 = 100  và vận tốc pha vp = 2.10 m/s. Biết R1 = 300Ω và e(t) = 20[u(t) – u(t – 1ns)] V. a) Dựng giản đồ bounce áp ? b) Vẽ dạng u1(t) và u2(t) khi 0 < t < 8 ns ? Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM