本篇目录：

• 1、传输线模型的模型
• 2、分布参数电路的传输线的方程及其正弦稳态解
• 3、信号完整性-13传输线的模型
• 4、传输线模型的介绍
• 5、为什么传输线的π模型更适用于电力系统分析
• 6、分布参数电路传输线的方程及其正弦稳态解

传输线模型的模型

1、可以用一些并联在信号线和接地线之间的电容，来代表一对传输线的物理模型。此模型是最简单的近似，称为传输线的零阶模型。L是信号在传输线上传递的一步，称为步长。在传输线几何结构不变，周围介质一致的前提下，每一步的步长都是一样的。每一步，都会有电量Q注入该步对应的电容中。

2、传输线模型就是用来揭示这种变化的规律的模型。传输线上的电压、电源是纵向位置的参数。 传输线在电路中相当于一个二端口网络，一个端口连接信号源，通常称为输入端，另一个端口连接负载，称为输出端。

3、一阶等效电路模型由电容和电感组成，是理想传输线的近似模型。在极端情况下，随着电容器和电感器尺寸减小，节数增多，近似程度提高。在极限情况下，单位长度电容和电感为常数，称为传输线的线参数。信号在传输线上传播时，受到恒定的瞬时阻抗，该阻抗与传输线元件的阻抗相等，并存在有限的时延。

4、传输线，又称为电报方程，是描述电压U和电流I之间关系的微分方程模型。在分布参数电路的视角下，它由分布电阻R电感L电导G1和电容C1等组成T型网络，无耗传输线中R1和G1为零，实际传输线由多段等效网络串联而成（参见图2）。

分布参数电路的传输线的方程及其正弦稳态解

1、在正弦稳态下，使用电压和电流的相量可将上述方程组化为式中Z0称为线阻抗，Y0称为线导纳。

2、在电路理论中，分布参数电路传输线的研究涉及对其分割成小段（长度元dχ）的处理。如图1a所示，每个小段在忽略分布参数的情况下，可以简化为集总参数电路模型，如图1b所示。

3、用直观法列写电路的状态方程。二端口网络：二端口网络(包括有载二端口、有源二端口)及其四种参数方程和参数的计算，二端口网络的等效电路，二端口网络的联接。分布参数电路：无损传输线的正弦稳态解，特性阻抗，行波和驻波，入射波和反射波，匹配的概念，无损传输线的暂态分析，波的发生和反射，柏德生法则。

4、基尔霍夫电压定律（KVL）任一集总参数电路中的任一回路，在任一瞬间沿此回路的各段电压的代数和恒为零，即电压的参考方向与回路的绕行方向相同时，该电压在式中取正号，否则取负号。基尔霍夫电压定律是能量守恒定律在电路中的体现。

5、在端口外加电压U，设流入电流为I。根据KCL，6Ω电阻的电流为：I+I=2I，方向向下。KVL：U=6×2I，所以输入电阻为：R=U/I=12（Ω）。10Ω电阻的电流，即电流源电流，所以：Uoc=Uab=20+10×6=80（V）。即：Us=80V。电压源短路、电流源开路，得：Req=Rab=10Ω。

信号完整性-13传输线的模型

1、在传输线上，信号实际上在通过一个由信号路径和返回路径构成的回路电感进行传播。回路电感的重要性高于信号路径和返回路径的局部电感。一阶等效电路模型由电容和电感组成，是理想传输线的近似模型。在极端情况下，随着电容器和电感器尺寸减小，节数增多，近似程度提高。

2、可以用一些并联在信号线和接地线之间的电容，来代表一对传输线的物理模型。此模型是最简单的近似，称为传输线的零阶模型。L是信号在传输线上传递的一步，称为步长。在传输线几何结构不变，周围介质一致的前提下，每一步的步长都是一样的。每一步，都会有电量Q注入该步对应的电容中。

3、信号完整性（Signal Integrity， SI）是电子和电气工程中关键概念，尤其在高速电路设计中。它关注信号在传输过程中的准确性和可靠性。随着技术发展，高速电路操作越来越频繁，SI问题变得至关重要。主要SI问题包括反射、串扰、时钟偏移和漂移、电源噪声、信号衰减以及寄生效应。

4、在第3章，我们聚焦于阻抗和电气模型，这是理解信号完整性的关键因素，它们决定了信号在电路中的传输特性。第4章至第6章，分别阐述了电阻、电容和电感的物理基础，这些基础元件在信号传输中起到至关重要的作用。

传输线模型的介绍

1、传输线模型的引入，是为了在电子线路设计中准确描述较长电线的特性。它将电线视为包含电感和电容的物理实体，电感代表电线的电磁场效应，而电容则反映了电线两端之间的电场耦合。通过这些参数，传输线模型可以精确计算电压、电流、功率以及其他电气属性在电线中的分布，从而帮助设计者预测和优化电子系统的行为。

2、可以用一些并联在信号线和接地线之间的电容，来代表一对传输线的物理模型。此模型是最简单的近似，称为传输线的零阶模型。L是信号在传输线上传递的一步，称为步长。在传输线几何结构不变，周围介质一致的前提下，每一步的步长都是一样的。每一步，都会有电量Q注入该步对应的电容中。

3、传输线模型就是用来揭示这种变化的规律的模型。传输线上的电压、电源是纵向位置的参数。 传输线在电路中相当于一个二端口网络，一个端口连接信号源，通常称为输入端，另一个端口连接负载，称为输出端。

4、由平行双导体构成的引导电磁波结构称为传输线（Transmission Line）。人们熟知的传输线有平行双导线、同轴线、平行平板波导及其变形——微带线。

5、传输线，又称为电报方程，是描述电压U和电流I之间关系的微分方程模型。在分布参数电路的视角下，它由分布电阻R电感L电导G1和电容C1等组成T型网络，无耗传输线中R1和G1为零，实际传输线由多段等效网络串联而成（参见图2）。

6、模型的节数越多，带宽越高。一节模型的带宽约为第一个谐振频率的1/4，两节模型的带宽约为第一个谐振频率的1/2，16节模型的带宽约为第四个谐振频率。模型的带宽可估算为。当互连时延为1ns，要求模型的带宽为5GHz时，至少需要50节LC电路。单个LC电路的带宽取决于传输线的时延。

为什么传输线的π模型更适用于电力系统分析

电力系统正常运行状态基本上是三相对称的，因此输电线路的等值电路可用一相的单线路表示。且输电线路的等值电路是一均匀分布参数的电路，分布参数的电路计算较复杂。通常，对于短线路、中等长度线路，将分布参数转化成集中参数等值电路以简化计算，而面对长线路，这种转化就不精确。需要具体分析。

输电线路派型和t型等值电路适用场合有n相传输线的A-参数导出了n相传输线的π、T型等值电路。中等长度输电线路的集中参数等值电路有T型等值电路和π型等值电路两种，电力系统分析计算中采用π型等值电路。

传输线可以使用RLGC电路进行等效分析。均匀传输线可以等效为一段段集总元件RLGC的组合。这个模型对应了电力系统中存在的阻性、容性及感性的器件。

区分对称和不对称故障，讲解对称分量法的应用，提升故障分析准确性。1 第十一章 稳定性 探讨电力系统运行的稳定性问题，掌握关键稳定分析技术和策略。1 第十二章 电力系统控制 最后，介绍电力系统控制的重要性和方法，帮助读者理解和设计电力系统控制策略。

两者的实质不同：分布参数的实质：分布参数模型中至少有一个变量与空间位置有关，所建立的模型对于稳态模型为空间自变量的常微分方程，对于动态模型为空间、时间自变量的偏微分模型组成电路模型的元件，都是能反映实际电路中元件主要物理特征的理想元件。

分布参数电路传输线的方程及其正弦稳态解

1、偏微分方程组，通常称为亥维赛电报方程。在正弦稳态下，简化为：线阻抗Z0和线导纳Y0的表达式。通过联立式(5)和式(6)，可以求得正弦稳态下的电压和电流解：其中A1=a1ep和A2=a2ep是根据边界条件确定的复数常数。长线的显著特性是其正弦稳态解中的电压和电流波形随时间沿线路传播。

2、在正弦稳态下，使用电压和电流的相量可将上述方程组化为式中Z0称为线阻抗，Y0称为线导纳。

3、应用 由于基尔霍夫定律只与电路的连接方式（即电路的拓扑结构）有关，而与电路所含元件的性能无关，故对任何集总参数电路都适用，而不论电路是线性的还是非线性的，是时变的还是时不变的，是处于稳态还是处于暂态。

4、用直观法列写电路的状态方程。二端口网络：二端口网络(包括有载二端口、有源二端口)及其四种参数方程和参数的计算，二端口网络的等效电路，二端口网络的联接。分布参数电路：无损传输线的正弦稳态解，特性阻抗，行波和驻波，入射波和反射波，匹配的概念，无损传输线的暂态分析，波的发生和反射，柏德生法则。

5、书籍内容严格遵循教育部最新发布的电路理论基础和电路分析基础课程的教学标准，同时考虑了当前的教学实际情况，适用于强电和弱电类专业的电路和电路分析课程教学。本书不仅适用于电气工程及其自动化、自动化等专业的电类专业基础课程，也适用于高职高专和函授教育，作为重要的教材资源。

6、《电路原理》主要内容包括：电路模型和基本定律，线电阻网络分析，正弦稳态电路分析，三相电路，互感电路与谐振电路，周期非正弦稳态电路分析，线动态网络时域分析和复频域分析，双口网络，非线电路，分布参数电路及均匀传输线，磁路。附录包括网络图论和矩阵形式网络方程，OrCAD/PSpice在电路分析中的应用。

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