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电信号的传播速度

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平常说的“电”的传播速度,不是导体中电子的漂移速度,而是电场的传播速度

电场的传播速度非常快,在真空中,这个速度的大小约为3×10^8米/秒。

“电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流。

当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约3×10^8米/秒的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流。


信号到达瞬态阻抗不同的两个区域(区域1到区域2)的交界面时,在信号/返回路径的导体中存在一个电压和一个电流回路。无论从区域1还是从区域2种看去,在交界面两侧的电压和电流都是相同的。边界处不可能出现电压不连续,否则此处会有一个无限大的电场;也不能出现电流不连续,否则会有一个无限大的磁场
如果没有产生返回原点的反射电压,同时要维持分界面两侧的电压和电流相等,就得到了关系式V1=V2,I1=I2,而I1=V1/Z1,I2=V2/Z2,所以当两个区域的阻抗不同时,这四个关系式不可能同时成立。
为了使整个系统协调稳定,区域1中产生了一个反射回远端的电压,他唯一的目的就是吸收入射信号和传输信号之间不匹配的电压和电流。

分界面的电压相同,也就是:
V入射+V反射=V传输
电流相同,也就是:
I入射-I反射=I传输

将阻抗代进去,就可以得到反射系数=V反射/V入射=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)