Контрольная работа
по дисциплине
«Направляющие среды в ЭС и средства их защиты»
Симметричные кабели связи
Определить, насколько отличается емкость реальной симметричной цепи в кабеле МКСГ-4х4х1,2 от симметричной цепи, в проводниках которой оказалось по 2 корделя.
Рисунок 1. Разрез кабеля МКСГ 4х4х1,2.
1 – токонесущая жила; 2 – изоляция; 3 – кордель-заполнитель; 4 – поясная изоляция; 5 – оболочка
Решение:
Для решения этой задачи необходимо найти емкость реальной симметричной цепи в кабеле МКСГ-4х4х1,2.
Определим расстояние между центрами пары проводников, находящихся внутри четверки в кабеле МКСГ 4х4х1,2 и диаметр звездной группы. При этом необходимо учесть, что под парой проводников подразумеваются противоположно расположенные проводники внутри четверки. Диаметр изолированной жилы:
,
где по справочным данным d=1,2-диаметр токонесущей жилы; δ=0,8-диаметр корделя; =0,05 мм-толщина полистирольной ленты.
Расстояние между центрами жил (x) найдем из выражения:
Тогда диаметр звездной группы будет равен
Для определения емкости симметричной пары в кабеле МКСГ-4х4х1,2 следует учесть поправочный коэффициент ψ, характеризующий близость проводников к заземленной оболочке и другим проводникам. Коэффициент ψ для звездной скрутки будет равен:
Емкость реальной симметричной цепи кабеля МКСГ-4х4х1,2 с учетом близости соседних пар определим из выражения:
,
где χ-коэффициент укрутки, который показывает, во сколько раз группа длиннее оси кабеля (принимается равным 1,01-1,07); εг
– относительная диэлектрическая проницаемость среды; r – радиус голого проводника.
Рассчитаем емкость симметричной цепи, в проводниках которой оказалось по 2 корделя. Диаметр изолированной жилы у нее будет:
Расстояние между центрами жил (x) найдем из выражения:
Тогда диаметр звездной группы будет равен
Для определения емкости симметричной пары в проводниках которой оказалось по 2 корделя следует учесть поправочный коэффициент ψ, характеризующий близость проводников к заземленной оболочке и другим проводникам. Коэффициент ψ для звездной скрутки будет равен:
Емкость симметричной цепи, в проводниках которой оказалось по 2 корделя с учетом близости соседних пар определим из выражения:
Таким образом, емкость реальной симметричной цепи в кабеле МКСГ-4х4х1,2 больше емкости симметричной цепи, в проводниках которой оказалось по 2 корделя на 4,87 нФ/км.
Ответ: ; ;
Коаксиальные кабели
Определить, во сколько раз отличается коэффициент фазы коаксиальных пар в комбинированном кабеле КМ-8/6, если по коаксиальной паре 2,6/9,5 мм работает система передачи К-3600, а по паре 1,2/4,6 мм - система передачи ИКМ-480. Расчеты проводить на верхней частоте передаваемых сигналов.
Решение:
Рисунок 1 - Разрез комбинированного коаксиального кабеля типа КМ-8/6:
1 — коаксиальная пара 2,6/9,4 (9,5); 2 - коаксиальная пара 1,2/4,6; 3 —симметричная звездная четверка; 4 — симметричная пара; 5 -одиночная жила
Для решения используем следующие конструктивные параметры коаксиальных пар комбинированного кабеля КМ-8/6: диаметр внутреннего медного проводника коаксиальной пары 1,2/4,6 мм равен 1,2 мм; изоляция – воздушно-полиэтиленовая, баллонного типа, внешний проводник – медный с внутренним диаметром 4,6 мм, и толщиной 0,1 мм; диаметр внутреннего медного проводника коаксиальной пары 2,6/9,5 ра
Для расчета коэффициента фазы коаксиальной пары 1,2/4,6 мм воспользуемся формулой . Для вычисления по этой формуле нам необходимо сначала определить первичные параметры коаксиальной пары – C, L на заданной частоте системы передачи ИКМ-480, равной 34368 кГц.
Гн/км
Гн/км
Значение относительной диэлектрической проницаемости равно табличному значению эквивалентной диэлектрической проницаемости (для данного типа кабеля и типа его изоляции).
нФ/км
Найдем коэффициент фазы коаксиальной пары 1,2/4,6 на частоте 34368 кГц:
рад/км
Определим коэффициент фазы коаксиальной пары 2,6/9,5 по формуле:, так как тактовая частота системы передачи К-3600 равна 17,6 МГц. Значения эквивалентной диэлектрической проницаемости комбинированной изоляции данной коаксиальной пары находим по таблице.
рад/км
Ответ: Коэффициенты фазы коаксиальных пар в кабеле КМ-8/6 на заданных частотах отличаются в 2 раза.
Оптические кабели связи
Насколько изменится критическая частота в оптических волокнах оптического кабеля типа ОКЛС-01 при увеличении диаметра сердцевины ОВ в пределах нормы? Значения параметров ОВ - n2
=1,48, =0,01, тип волны HE21
.
Решение:
Рисунок 1. Разрез кабеля ОКЛС-01
Для решения данной задачи определим конструктивные параметры оптического волокна, используемого в данном кабеле. Из справочных данных находим, что в кабеле типа ОКЛ-01 используется одномодовое оптическое волокно с диаметром отражающей оболочки равным 1253 мкм и диаметром сердцевины (модового поля) равным 8,51 мкм.
Передача сигналов осуществляется на длине волны λ=1,55 мкм
Величину параметра Pnm
находим таблицы 1.
Таблица 1. Оценка параметра Pnm
характеризующего тип волны (моду) в зависимости от значений n и m
| n | Значение Pnm
при m |
Тип волны | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 0 | 2,405 | 5,520 | 8,654 | E0m
H0m |
| 1 | 0,000 | 3,832 | 7,016 | H Enm
|
| 1 | 3,832 | 7,016 | 10,173 | E Hnm
|
| 2 | 2,445 | 5,538 | 8,665 | H Enm
|
| 2 | 5,136 | 8,417 | 11,620 | E Hnm
|
При типе волны HE21
соответственно P21
=2,445
Затем вычислим значение коэффициента преломления:
Далее определим величину критической частоты:
Гц
Определим, насколько изменится критическая частота при изменении диаметра сердцевины ОВ в пределах нормы. Из справочных материалов известно, что диаметр сердцевины может меняться в пределах 8,51 мкм.
Минимальное значение критической частоты будет равно:
Гц
Максимальное значение критической частоты будет равно:
Гц
Таким образом, значение критической частоты может меняться на:
Ответ:
Библиографический список
1 Задачник по курсу « Линии связи» ч1-3
2 Барон Д.А. и др. Справочник. Строительство кабельных сооружений связи. - М. Радио и связь , 1988.
3 Гроднев И. И. и др. Волоконно – оптические системы передачи и кабели М. Радио и связь 1993.