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 длиннееоси кабеля (принимается равным1,01-1,07); 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 равен 2,6 мм; изоляция из полиэтиленовых шайб; внешний проводник – медный с внутренним диаметром 9,5.
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:
/>/>--PAGE_BREAK--
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 125/>3 мкм и диаметром сердцевины (модового поля) равным 8,5/>1 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 Pnmпри m
Тип волны
1
2
3
2,405
5,520
8,654
E0mH0m
1
,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 8,5/>1 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.