Bài tập môn Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.2 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc
tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.108 m/s, nối song song
điện trở 50 và nguồn dòng İ = 20o A. Biết f=50 MHz
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
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 ?
c) Tìm giá trị bé nhất của ℓ để İR = 20o 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 ?
(Ans:
(a) 4m (b) đúng vì 2 = 1 (c) 2m; U(l/2) = 0; I(l/2) = 2-90oA (d) 1m
(e) 4m; 1000o V )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.3 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc
tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.108 m/s, ngắn mạch cuối.
Tại tần số 2 GHz, đường dây tương đương cuộn cảm L = 12,25
nH. (a) Tìm chiều dài bé nhất của đường dây ? (b) Nếu ℓ = 21,8
cm và tần số là 100 MHz, tìm L tương đương đường dây ?
(Ans: a) 2 cm b) 65 nH )
5.4 Cho đường dây không tổn hao, chiều dài ℓ, trở kháng đặc
tính Z0 = 50, vận tốc pha v = 2c/3 = 2.108 m/s, ngắn mạch cuối.
Tại tần số 400 MHz, đường dây tương đương tụ điện C = 11 pF.
(a) Tìm chiều dài bé nhất của đường dây ? (b) Nếu ℓ = 6 cm và
tần số là 1 GHz, tìm C tương đương đường dây ?
(Ans: a) 20 cm b) 1 pF )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.7 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ,
tìm trở kháng vào đầu đường dây và công suất tiêu thụ trên tải
100 .
(Ans: 40 – j30 ; 40 W )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.8 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ
và VG = 50o 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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.9 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ
và VG = 50o V, ZG = 100 , ZR = 300 . Tìm:
a) Hệ số phản xạ tại
cuối đường dây ?
b) Trở kháng vào đầu
đường dây ?
c) Vectơ phức áp đầu
đường dây ?
d) Công suất tại cuối
đường dây ?
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.10 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao như hình vẽ
và Ė = 340o V, Zn = 100 , ZL1 = 40 – j30 , ZL2 = 100 + j50,
Z0 = 50 , ℓ = /4, ℓ1 = /2, ℓ2 = 3/4,. Tìm:
a) Hệ số sóng đứng
Zn
trên đường dây ℓ ?
b) Công suất phát của
nguồn ?
ℓ
ℓ1
+
Z
_
L1
Ė
Z0
Z0
c) Công suất nhận tại
mỗi tải ?
Z0
ℓ2
Z
L2
(Ans: a) 3.81 b) 2.17 W c) 0.361W and 0.903 W )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.11 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 50
. Tải cuối đường dây Z2 = 30 – j60 . Bước sóng tín hiệu trên
đường dây = 5 cm. Tìm: (a) Hệ số phản xạ cuối đường dây ? (b)
Hệ số sóng đứng trên đường dây ? (c) Vị trí điểm cực đại áp đầu
tiên gần tải nhất ? (d) Vị trí điểm cực đại dòng đầu tiên gần tải
(Ans: a) 0.632-71.6o b) 4.44 c) 2cm d) 0.75cm )
nhất ?
5.12 Cho mạch chứa đường dây không tổn hao, tìm: Hệ số sóng
đứng trên đường dây, công suất tại cuối đường dây, điện áp tại
cuối đường dây ?
(Ans: 2 ; 22.22 W ;
52.72.68 V )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.14 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 60
. Tải cuối đường dây là mạch RLC nối tiếp: R = 30, L = 1H,
and C = 100pF. Tìm hệ số sóng đứng SWR và dmin ứng với tần số
nguồn (rad/s) : (a) = 108; (b) = 2.108; and (c) = 0,8.108 ?
Ans: (a) 2,0; (b) 14.94, 0.309; (c) 3.324, 0.115
5.15 Cho đường dây không tổn hao, trở kháng đặc tính Z0 = 60
, tải ZL. Tìm ZL cho mỗi trường hợp: (a) SWR = 1,5 và tải là
điểm cực tiểu áp; (b) SWR = 3 và 2 điểm cực tiểu áp liên tiếp tại
3cm và 9cm tính từ tải; (c) SWR = 2 và 2 điểm cực tiểu áp liên
tiếp tại 3cm và 7cm tính từ tải.
Ans: (a) (40+j0); (b) (180+j0); (c) (48+j36)
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.17 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài
ℓ = 0,75m, trở kháng đặc tính Z0 = 75 , vận tốc pha vp = 2.108
m/s. Biết Ů2 = 1590o V, Z1 = 37,5 , Z2 = 150 và tần số làm
việc f = 100 MHz. Tìm:
a) Công suất tiêu tán trên Z2 ?
b) Công suất phát ra bởi nguồn ?
Ans: (a) 0.75 W (b) 1.219 W )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.18 Cho mạch điện chứa hai đường dây không tổn hao có các
trở kháng đặc tính Z01 = 2Z02 = 100 . Biết Vg = 100o 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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.19 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài
ℓ = /4, trở kháng đặc tính Z0 = 50 . Biết Ė = 1000o V, tìm:
a) Dòng İ2 nếu Z2 có giá trị nào đó (Y2 = 1/Z2 ≠ 0) ?
b) Có thể xác định İ1 nếu Z2 = ∞ (hở mạch) ? Giải thích ?
c) Dòng İ1 nếu Z2 = 100 ?
Ans: (a) – jV /Z0 (b) không thể (c) 4A )
in
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.20 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao có: chiều dài
ℓ = 300 m, trở kháng đặc tính Z0 = 50 và vận tốc pha vp = 3.108
m/s. Biết R1 = Z0 và R2 = 2Z0.
a) Dựng giản đồ bounce
xác định u(z, t) và i(z, t)
khi 0 < z < ℓ , t > 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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.21 Cho mạch điện chứa đường dây không tổn hao, biết e(t) =
60(t) V, R1 = 60Ω. Dạng áp tại z = 300m < ℓ cho bên dưới.
a) Xác định Z0 ?
b) Xác định 2 và R2 ?
c) Xác định ℓ ?
d) Vẽ giản đồ bounce
dòng điện và xác định
i(z, t) với 0 < t < 10s ?
Ans: 30; 10; 1050m; i(z,t) = 2/3(t – z/v)+ 1/3(t + z/v – 7) – 1/9(t – z/v – 7)A )
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
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
Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng
5.23 Cho mạch điện
chứa đường dây không
tổn hao, vẽ dạng áp và
dòng tại giữa đường dây
khi 0 < t < 80s ?
Bài tập TĐT– BMCS – Khoa Điện – ĐHBK Tp.HCM
Tải về để xem bản đầy đủ
21 trang
21540
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài tập môn Trường điện từ - Chương 5: Lý thuyết đường dây và ứng dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_tap_mon_truong_dien_tu_chuong_5_ly_thuyet_duong_day_va_u.pdf
