Шпаргалка по "Транспорту"

Первое уравнение Максвелла 

• Согласно закону полного тока линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен полному току, протекающему через поверхность, ограниченную этим контуром. Полный ток складывается из токов смещения и токов проводимости:

Второе уравнение Максвелла 

• В соответствии с законом электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, электродвижущая сила, возникающая в контуре при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром, равна скорости изменения этого потока со знаком минус:

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме 

Эти уравнения часто используются для решения практических задач 

К уравнениям Максвелла также относят  еще два вспомогательных уравнения:

 

 

17. Уравнения Максвелла  для «чистых» проводников

Первое уравнение Максвелла 

• Согласно закону полного тока линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен полному току, протекающему через поверхность, ограниченную этим контуром. Полный ток складывается из токов смещения и токов проводимости:

Второе уравнение Максвелла 

• В соответствии с законом электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, электродвижущая сила, возникающая в контуре при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром, равна скорости изменения этого потока со знаком минус:

При рассмотрении процессов в проводниках  током смещения можно пренебречь и расчетные формулы приобретут вид 

 

 

18. Уравнения Максвелла  для диэлектриков и световодов

Первое уравнение Максвелла 

• Согласно закону полного тока линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен полному току, протекающему через поверхность, ограниченную этим контуром. Полный ток складывается из токов смещения и токов проводимости:

Второе уравнение Максвелла 

• В соответствии с законом электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, электродвижущая сила, возникающая в контуре при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром, равна скорости изменения этого потока со знаком минус

В диэлектрических направляющих системах (диэлектрические волноводы, световоды), а также в атмосфере преобладают токи смещения и для их анализа пользуются следующими уравнениями

 

19.Уравнения Максвелла  в цилиндрической системе координат  для проводников

Первое уравнение Максвелла 

• Согласно закону полного тока линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен полному току, протекающему через поверхность, ограниченную этим контуром. Полный ток складывается из токов смещения и токов проводимости:

Второе уравнение Максвелла 

• В соответствии с законом электромагнитной индукции, открытым Фарадеем, электродвижущая сила, возникающая в контуре при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром, равна скорости изменения этого потока со знаком минус:

Так как направляющие системы имеют  цилиндрическую конструкцию, то наиболее часто записывают уравнения Максвелла  в цилиндрической системе координат (оси z, r, j), при этом ось z совмещают с осью направляющей системы .

После дифференцирования Нr по j и Hj по r и подстановки полученных производных в предыдущие уравнения получим

 

 

 

20. Теорема Умова-Пойнтинга

Теорема Умова - Пойнтинга характеризует баланс энергии электромагнитного поля.

Левая часть этого выражения  характеризует расход электромагнитной энергии за единицу времени, правая часть показывает, на что расходуется  за единицу времени заключенная  в объеме энергия.

Количество энергии, распространяющейся в единицу времени через единичную  площадку, перпендикулярную направлению  потока энергии, выражается векторной  величиной называемой вектором Умова-Пойнтинга  
(чаще вектором Пойнтинга)

 

21. Общая классификация  кабелей связи.

Кабелем называется совокупность нескольких проводников, заключённых в общую защитную оболочку. Изолированные проводника называются жилами кабеля. Жилы кабеля используются для образования электрических цепей, по которым передаются электрические сигналы и осуществляется питание устройств АТиС.

Повышенная защищённость жил кабеля позволяет прокладывать его в  любых условиях - на открытом воздухе, под землёй, под водой. В зависимости от способа прокладки кабели делят на воздушные, подземные и подводные. На железнодорожном транспорте преимущественное применение находят подземные кабели.

Подводные кабельные  линии применяются только в качестве вставок в кабельные воздушные линии связи и высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки при пересечении ими водных преград.

Воздушные кабельные  линии на  железнодорожном транспорте находят весьма ограниченное применение на небольших кабельных сетях местной телефонной связи некоторых железнодорожных станций.

Чаще всего встречающиеся на ж.д. объектах АТиС кабели классифицируют по назначению и разбиваются на следующие группы:

• Кабели связи - организация дальней или местной телефонной и телеграфной связи;
• Сигнально-блокировочные кабели (кабели автоматики и телемеханики) - организация кабельных сетей электрической централизации, станционной блокировки, а также автоматической блокировки на станциях и перегонах;
• Силовые - для передачи и распределения электрической энергии постоянного и переменного тока, питающей разнообразные энергетические установки, устройства
• вязи, автоматики и телемеханики.
• Контрольные.

22. Общая классификация  кабелей связи.

Кабели можно классифицировать:

• По назначению: магистральные междугородние общего пользования, ж/д магистральные, местной (городской) телефонной связи, для соединительных линий и вставок, кабели зоновой и сельской связи, стационарные и распределительные.
• По конструкции и взаимному расположению проводников: симметричные с цепями из одинаковых в конструктивном и электрическом отношении проводников и коаксиальные.
• По спектру передаваемых частот: низкочастотные и высокочастотные(от 12 кГц и выше).
• По скрутке жил: с парной и четверочной(звездной) скруткой, по скрутке в общий сердечник – с повивкой и пучковой скруткой.
• По роду защитных оболочек: с металлическими, пластмассовыми и металлопластмассовыми оболочками.
• По виду защитноброневых покровов: с ленточной или проволочной броней, джутовым или пластмассовым покровом.

В ряде случаев для повышения  экранирующего действия брони в  целях снижения влияния внешних  электромагнитных полей стальные ленты  изготавливают из стали с повышенной магнитной проницаемости.

23. Классификация оптических  кабелей.

Существующие оптические кабели по своему назначению могут быть классифицированы на несколько групп:

• Магистральные кабели предназначены для передачи информации на большие расстояния и на большое число каналов. Они обладают малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью.
• Зоновые кабели предназначены для связи областного центра с районами и городами области. Дальность связи, как правило, составляет порядка сотни километров.
• Городские кабели применяют в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (5...10 км) и большое число каналов.
• Объектовые кабели служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов, например, самолётов, кораблей и спутников.

В зависимости от условий прокладки  и эксплуатации ОК подразделяют на следующие группы:

• подземные;
• для прокладки в кабельной канализации, коллекторах и трубах;
• подводные;
• подвесные;
• внутренние (станционные).

Подземные ОК прокладывают в грунтах  всех категорий, через неглубокие болота и несудоходные реки.

Кабели второй группы предназначены  для прокладки в кабельной  канализации, трубах, блоках, коллекторах, шахтах и на мостах.

Подводные кабели предназначены для  осуществления связи через большие  водные преграды. Применяемые для  этой цели оптические кабели должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надёжные влагостойкие покрытия. Для подводной связи  также важно иметь затухание  и большие длины регенерационных  участков.

Подвесные ОК применяют для прокладки  на грозотросе и фазовом проводе ЛЭП, контактной сети электрифицированных железных дорог, а также для устройства переходов от одного здания к другому в городских условиях и для прокладки на опорах воздушных линий связи и специальных стойках в сельских районах.

Станционные кабели предназначены  для межотсечных и блочных  соединений и монтажа аппаратуры. Они выполняются чаще всего в  виде жгутов или плоских лент.

24. Кабели, применяемые на ж/д транспорте.

Эта группа кабелей применяется  для организации каналов тональной  частоты магистральной, дорожной и  отделенческой связи и для  цепей АТС. Они содержат, как правило, ВЧ и НЧ четверки. Эти кабели имеют  защитные покровы (оболочку и броню), обеспечивающие требуемое экранирующее действие на участках ж/д, электрифицированных по системе переменного тока. ВЧ четверки предназначены для работы многоканальной (до 60 каналов) аппаратуры, НЧ четверки – для цепей отделенческой связи, цепей АТ; сигнальные пары (жилы) – для линейных цепей автоблокировки.

Например, кабель МКПАБ – 7х4х1,05+5х2х0,7+1х0,7 имеет 4 ВЧ пары и 3 НЧ пары, 5

сигнальных пар, 1 – контрольная  жила.

Кабель емкостью 14х4 имеет 5 ВЧ пар, 9 НЧ пар. Контрольная жила в кабеле имеет 

прерывистую изоляцию и предназначена для контроля за состоянием изоляции.

Все ВЧ четверки имеют различные  шаги скрутки, отличающиеся от шагов  скрутки НЧ пар. Кабели выпускают  строительной длиной 425, 850 м.

Поперечный разрез кабелей приведен на рис. где 1- контрольная жила; 2 - центрирующий кордель; 3 – сигнальная пара; 4 – изолированная жила четверки; 5 – кабельная пряжа; 6 – ленточная броня; 7 – поясная изоляция; 8 – алюминиевая оболочка; 9 – ПЭ шланг(оболочка); 10 – броня из стальных проволок. 

Магистральные ж/д кабели имеют алюминиевую оболочку, но иногда выпускают со

свинцовой оболочкой без брони  типа МКПГ или распространены МКСБ – кабели со свинцовой оболочкой  и броней из стальных лент (они используются при организации двухкабельных линий ж/д связи). Кроме симметричных ж/д магистральных кабелей связи промышленность выпускает комбинированный кабель связи типа МККПА с баллонной полиэтиленовой изоляцией коаксиальных пар, предназначенный для двух- и однокабельных магистралей связи электрифицированных ж/д дорог.

Комбинированный кабель состоит из коаксиальных пар типа 1,2/4,6 двух ВЧ и трех

НЧ четверок с диаметром жил 1,05 мм. 5 сигнальных пар и одной  контрольной жилы. Затухание в  симметричных цепях данных кабелей  выше, чем в МКПА, объясняется это потерями в экранах коаксиальных пар.

25. Маркировка и особенности  кабелей СЦБ.

По назначению кабели разделяют  на кабели связи, СЦБ и силовые. Они  имеют свою марку, первая буква которых  в большинстве случаев указывает  назначение кабеля:

T — телефонные;

С — сигнальные (для устройств СЦБ);

К — контрольные (для устройств СЦБ);

П — педальные (для устройств СЦБ);

С — силовые (для линии электропередач).

Вторые и третьи буквы в марках кабелей означают вид защитного  покрова:

Г — голый (имеется в виду, что общая скрутка жил кабеля заключена в свинцовую оболочку, которая не имеет защиты);

А — асфальтированный (свинцовая или другая какая — либо оболочка покрыта асфальтированным лаком);

Б — бронированный (свинцовая оболочка покрыта плоской лентой, на которую сверху наложена кабельная пряжа);

БГ — бронированный голый (свинцовая оболочка покрыта броней, кабельная пряжа отсутствует)

П — бронированный плоскими стальными проволоками, покрытыми кабельной пряжей;

К — бронированный круглыми стальными проволоками, покрытыми кабельной пряжей;

В — виниловая оболочка (общая  скрутка жил кабеля заключена  в виниловую оболочку);

В и Ш — виниловая шланговая оболочка.

Одно из отличий между кабелями связи и СЦБ состоит в том, что кабели связи имеют специальную  скрутку жил: парную (пара жил скручена между собой), парную двойную (две  пары жил скручены между собой) и  звездную (четыре жилы скручены между  собой), а кабели СЦБ таких скруток  не имеют.

26. Маркировка и особенности  кабелей связи.

Основные классификационные признаки кабеля отражены в его маркировке. Буквами КМ обозначают коаксиальные магистральные; МК – симметричные магистральные; МКК – магистральные коаксиальные комбинированные; ТЗ – симметричные низкочастотные магистральной связи; Т – телефонные местной (городской) связи; О – оптические.