В.С. Маляр ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
.pdf
Для того, щоб виразити А-параметри через Z10 , Z1k ,
необхідно розв’язати систему рівнянь (6.16)–(6.18). У результаті знаходимо
A11 = A22 |
= |
Z10 |
; A12 |
= A11 Z1k ; A21 = A11 / Z10 . (6.19) |
||
(Z10 |
− Z1k ) |
|||||
|
|
|
|
|||
Комплексні вхідні опори Z10 , Z1k чотириполюсника, як і
двополюсника, можна виміряти за допомогою амперметра, вольтметра і фазометра (або ватметра).
Основні положення. Параметри чотириполюсника можна визначити аналітично, якщо відома внутрішня схема, або експериментально з дослідів неробочого режиму та короткого замикання. Для прохідного пасивного чотириполюсника необхідно здійснити три досліди (наприклад, два досліди за умови живлення з боку вхідних полюсів і один – з боку вихідних), а для симетричного чотириполюсника достатньо двох дослідів.
6.4. Характеристичні параметри чотириполюсника
Для аналізу електричних кіл, які складаються з чотириполюсників, важливими є питання забезпечення оптимальних умов пересилання енергії через окремий чотириполюсник і розрахунок зміни вихідних струмів та напруг за модулем та фазою щодо вхідних. З метою спрощення аналізу вводяться параметри чотириполюсника, які однозначно пов’язані з коефіцієнтами рівнянь чотириполюсника і називаються у характеристичними парамет-
рами. До них належать характеристичний опір і коефіцієнт передачі. Ці параметри називають вторинними, на відміну від коефіцієнтіврівнянь чотириполюсника, якіназиваютьпервинними.
Характеристичним називають такий опір, за умови вмикання якого на вихід чотириполюсника його вхідний опір дорівнює цьому опорові. Очевидно, що несиметричний чотириполюсник має два характеристичні опори: Z c1 і Zc2 , один з яких
171
визначається за умови живлення з боку вхідних полюсів (1− 1′ ), а другий – з боку виходу (полюси 2 − 2′ ). Для симетричного чотириполюсника ці опори рівні між собою, тобто Z c1 = Zc2 = Zc ,
через це іноді опір Z c |
називають повторним. Якщо чотирипо- |
люсник навантажений |
на характеристичний опір Z н = Z c , то |
такий режим роботи називають узгодженим. Надалі обмежимося аналізом симетричних чотириполюсників.
Виразимо характеристичний опір симетричного чотириполюсника через A -параметри. Для цього до виходу чотириполюсника (рис. 6.4) під’єднаємо опір навантаження Zн = Zс .
I |
I2 |
|
1 |
|
|
U1 |
U2 |
Zн = Zc |
|
Рис. 6.4 |
|
Підставимо в A -формурівняньчотириполюсника U2 = ZсI2 .
U |
1 = A11U |
2 + A12 |
I |
2 = A11Zс |
I2 + A12 |
I2. |
(6.20а) |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
I1 = A21U |
2 + A22 |
I2 = A21Zc I2 + A22 |
I2. |
(6.20б) |
|||||||
Поділивши рівняння (6.20а) на рівняння (6.20б), одержуємо
U |
1 |
= Z |
|
|
= Z |
|
= |
A11Zс |
I2 + A12 I2 |
. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
I |
1вх |
|
с |
|
A |
Z |
с |
I |
|
+ A |
|
I |
|
|
|||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
21 |
|
|
2 |
22 |
|
2 |
|
||||
Звідки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
A Z |
c |
+ A = A Z 2 |
+ A Z |
c |
. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
11 |
|
12 |
21 |
c |
|
|
22 |
|
|
|
|||||
Оскільки для симетричного чотириполюсника A11 = A22 ,
для обчислення характеристичного опору через A -параметри одержимо вираз
Zc = |
A12 |
. |
(6.21) |
|
|||
|
A21 |
|
|
172 |
|
|
|
Для визначення коефіцієнта передачі симетричного чотириполюсника знайдемо відношення напруги U1 на вході до напруги U2 на виході чотириполюсника. Враховуючи, що в режимі узгодженого навантаження I2 = U2 
Zс , одержуємо
|
|
|
|
|
|
|
|
U = A U |
|
|
|
+ |
|
|
1 |
A U |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
11 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Zc |
12 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Відношення вхідної напруги U |
1 |
|
до |
|
вихідної U |
2 |
визна- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
чається за формулою |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
U |
1 |
= A |
|
+ |
|
A12 |
|
= A |
+ |
|
A |
|
A |
, |
|
|
(6.22) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
12 |
|
21 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
Zc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Подібну процедуру здійснимо і для струмів, застосувавши |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вираз (6.20б), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
I1 |
|
|
|
|
|
I1 = A21Zc |
I2 + A22 |
I2 ; |
|
|
A . |
(6.23) |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
= A |
+ A Z |
c |
|
= A |
+ |
|
|
A |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
22 |
|
21 |
|
|
22 |
|
|
|
|
12 |
|
21 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Для симетричного чотириполюсника з (6.22) та (6.23) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
випливає, що у разі узгодженого навантаження |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1 |
|
= |
I1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.24) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
2 |
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для визначення співвідношення між напругами (струмами) на вході і виході чотириполюсника за узгодженого навантаження під-
ставимо в(6.24) комплекснізначення U = U e jψ u1 |
, U |
|
= U |
|
e jψ u2 |
|||||||||||||||||||||||||
|
U |
|
|
|
U e |
jψ u |
|
U |
|
j ψ |
−ψ |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
( u1 |
|
u2 ) |
|
|
|
(α + jβ ) |
|
|
α |
|
|
jβ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
U |
|
= |
U |
2e |
jψ u2 |
= |
U |
e |
|
|
|
|
|
|
|
= e |
|
= e |
e |
|
, |
|
||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
де |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α = ln |
U1 |
= ln |
I1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.25) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
I2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
– коефіцієнт згасання, який характеризує зміну напруги (струму) за модулем між входом та виходом (безрозмірна величина, одиницею вимірювання якої є непер; згасання в один непер відповідає зміні напруги в е = 2,72 рази);
173
β = ψ u −ψ u |
(6.26) |
1 |
2 |
– коефіцієнт фази, який характеризує зсув фаз між напругами
(струмами) на вході U1 та виході U2 чотириполюсника. |
|
Комплексна величина |
|
Γ = α + jβ = γ e jθ |
(6.27) |
називається коефіцієнтом передачі. Вона дорівнює відношенню вхідної напруги (струму) до вихідної напруги (струму) за узгодженого навантаження чотириполюсника
U |
1 |
= |
I1 |
= eΓ |
. |
(6.28) |
||
|
|
|
|
|
||||
U |
2 |
I2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Оскільки коефіцієнт згасання α = lnU1 /U2 , то завжди α ≥ 0 ,
тобто від’ємним бути не може. Характеристичний опір і коефіцієнт передачі чотириполюсника називають вторинними параметрами, оскільки вони визначаються структурою та параметрами елементів схеми і не залежать від напруг та струмів на вході та виході.
Визначимо складові α та β коефіцієнта передачі через
A -параметри чотириполюсника. Для цього праву частину рівняння (6.22) запишемо у показниковій формі
|
A |
+ A |
A |
|
= me jθ . |
(6.29) |
11 |
12 |
21 |
|
|
||
Отже, вирази (6.28) та (6.29) повинні бути ідентичними, |
||||||
тобто |
|
|
|
|
|
|
eΓ |
= e(α + jβ ) |
= me jθ ; |
α = ln m; β = θ . |
(6.30) |
||
Вирази (6.29) та (6.30) дають змогу визначити коефіцієнт загасання α та коефіцієнт фази β через A -параметри чотириполюсника.
Необхідно зауважити, що коефіцієнт передачі Γ характе-
ризує режим за узгодженого навантаження і є параметром чотириполюсника, на відміну від передавальної функції, яка визначається за будь-якого навантаження.
Основні положення. Коефіцієнти рівнянь чотириполюсника називають первинними параметрами, характеристичний опір і коефіцієнт передачі – вторинними.
174
Для несиметричного пасивного чотириполюсника існує два характеристичні опори (з боку входу та виходу), для симетричного чотириполюсника вони рівні між собою.
Навантаження чотириполюсника характеристичним опором називається узгодженим режимом його роботи.
Коефіцієнт передачі чотириполюсника характеризує режим його роботи у разі узгодженого навантаженя.
6.5. Заступні схеми взаємних чотириполюсників
Оскільки у загальному випадку режим роботи взаємного чотириполюсника визначається трьома незалежними параметрами, то еквівалентна заступна схема повинна складатись не менше ніж із трьох елементів, параметри яких визначаються коефіцієнтами рівнянь чотириполюсника, що можуть утворити дві структури: у вигляді зірки або трикутника (так звані Т- або П-подібні заступні схеми). Установимо залежності між коефіцієнтами A -форми рівнянь чотириполюсника та параметрами еквівалентних заступних схем.
T -подібна заступна схема (з’єднання зіркою) зображена на рис. 6.5.
I |
Z1 |
Z2 |
І |
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
U1 |
U0 |
Y0 |
|
U2 |
|
|
|
І0 |
|
|
|
|
Рис. 6.5 |
|
|
|
|
Виразимо вхідні величини U1 та |
I1 через вихідні – U2 та |
||||
I2 . За законами Кірхгофа |
|
|
|
|
|
I1 = I0 + I2 ; |
U0 = Z2 I2 + U2 . |
(6.31 а, б) |
|||
Згідно із законом Ома з урахуванням (6.31а) |
|
||||
|
I0 = Y 0U0 = Y0 (Z 2 I2 + U2 ) . |
(6.31в) |
|||
|
|
175 |
|
|
|
Підставивши (6.31в) у (6.31а), одержуємо залежність вхідного струму I1 від вихідних напруги U2 та струму I2
|
|
I1 = Y 0 (Z 2 I2 + U |
2 ) + |
I2 = Y 0U |
2 + (1+ Z 2Y 0 ) |
I |
2 . |
(6.32) |
||||||||||||||||||
На підставі другого закону Кірхгофа |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
U |
1 = Z1 |
I1 + U |
0 = Z1 |
I1 + Z 2 |
I2 + U |
2 . |
|
|
|
|
|
(6.33) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Підставивши (6.32) у (6.33), одержуємо залежність вхідної |
||||||||||||||||||||||||||
напруги U |
1 від вихідних напруги U |
2 та струму |
I |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
U |
1 = Z1 (Y 0U |
2 + (1+ Z 2Y0 )) |
I2 + Z 2 |
I2 + U |
2 |
= |
|
|
(6.34) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
= (1+ Z 2Y 0 )U |
2 + (Z1 + Z 2 + Z1 Z 2 |
Y0 ) |
I2. |
. |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Оскільки система рівнянь (6.1) та рівняння (6.32), (6.34) повинні бути еквівалентними, то коефіцієнти при координатах U2 та I2 повинні бути рівними. Звідки знаходимо
A11 = 1+ Z 2 |
Y0 ; |
A22 = 1+ Z1Y 0 ; |
A21 = Y 0 ; |
|
|
||||
|
A12 = Z1 + Z 2 + Z1 Z 2Y 0 . |
|
(6.35) |
|
З рівнянь (6.35) |
можна виразити параметри Y 0 , |
Z1, Z 2 |
||
через A -параметри |
|
|
|
|
Y 0 = A21; Z1 = ( A22 − 1)/ A21; Z 2 = ( A11 |
− 1)/ A21. |
(6.36) |
||
Для симетричного чотириполюсника A11 |
= A22 , це означає, |
|||
щоZ1 = Z 2 . |
|
|
|
|
П -подібна заступна схема (з’єднання трикутником)
зображена на рис. 6.6. З метою визначення її параметрів виразимо вхідну напругу U1 та вхідний струм I1 через вихідну напругу U2 та вихідний струм I2 .
|
I |
Z0 |
I |
0 |
I |
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
||
U1 |
Y1 |
|
|
|
Y2 |
U2 |
|
Рис. 6.6
176
За другим законом Кірхгофа для схеми рис. 6.6
U1 = Z 0 I0 + U2 = Z 0 (YU2 + I2 ) + U2 = (1+ Z0Y 2 )U2 + Z 0 I2 . (6.37)
Згідно з першим законом Кірхгофа з урахуванням (6.37) одержимо
I1 = |
Y |
U1 + |
I0 |
= |
Y1 ((1+ Z 0Y 0 )U |
2 + Z 0 |
I2 ) + |
I2 + Y 2U |
2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.38) |
=(Y1 + Y 2 + Y1Y 2 Z 0 )U2 + (1+ Z 0Y1 ) I2.
Зрівнянь (6.37), (6.38) можна визначити залежності між
А-параметрами та параметрами П -подібної заступної схеми. Вони мають вигляд
A11 = 1+ Z 0Y 2; A22 = 1+ Z 0Y1; A12 = Z 0 ; A21 = Y1 + Y 2 + Y1Y 2 Z 0;
Z 0 = A12 ; Y1 = ( A22 − 1)/ Z 0 ; Y 2 = ( A11 − 1)/ Z 0. |
(6.39) |
Для симетричного чотириполюсника A11 = A22 |
і Y1 = Y 2 . |
Аналогічно можна визначити залежності між параметрами Т-подібних або П-подібних заступних схем і параметрами чотириполюсника, записаних укожнійіз вищезазначенихформрівнянь.
Основні положення. Пасивні взаємні чотириполюсники характеризуються чотирма коефіцієнтами, серед яких незалежними є лише три, оскільки визначник рівнянь, які його описують, дорівнює одиниці.
Незалежно від внутрішньої електричної схеми чотириполюсника, його можна замінити Т- або П-подібною заступною схемою, до якої входять три пасивні елементи.
6.6.Рівняння симетричного чотириполюсника
вгіперболічній формі
Виразимо А-параметри симетричного чотириполюсника через характеристичні параметри. З порівняння (6.32) та (6.35) витікає, що
eΓ |
= A |
+ A |
A . |
(6.40а) |
|
11 |
12 |
21 |
|
Враховуючи що |
для |
симетричного |
чотириполюсника |
|
A112 − A12 A21 = 1 , одержуємо
e−Γ |
= A − |
A |
A . |
(6.40б) |
11 |
12 |
21 |
|
|
177 |
|
|
|
|
На підставі (6.40 а) та (6.40 б) одержимо вираз для
визначення параметра |
A11 (A22 ) |
за відомим характеристичним |
|||||||||||||||
параметром Γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
A |
= A |
= |
|
eΓ |
+ e− |
Γ |
|
= ch Γ . |
(6.41) |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
11 |
22 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для визначення параметрів |
A12 та A21 знайдемо різницю |
||||||||||||||||
виразів (6.40а) та (6.40б). У результаті одержимо |
|
||||||||||||||||
|
|
A |
A |
= |
eΓ |
− e−Γ |
|
= shΓ . |
(6.42) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
12 |
21 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Домноживши (6.42) на характеристичний опір Zc , з урахуванням (6.31) одержимо
A12 = ZcshΓ |
. |
(6.43) |
||||
Поділивши (6.42) на ZC , з урахуванням (6.21) матимемо |
||||||
A = |
1 |
shΓ . |
(6.44) |
|||
|
||||||
21 |
|
|
|
|
|
|
Zc |
|
|||||
|
|
|||||
З рівнянь (6.41), (6.43), (6.44) та (6.20) отримаємо рівняння симетричного чотириполюсника у гіперболічній формі за узгодженого навантаження
|
U |
1 = U |
2chΓ |
+ Zc |
I2shΓ |
; |
(6.45) |
||||||||||
|
I = |
1 |
U |
|
shΓ + I |
|
chΓ . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
Zс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Основні положення. Коефіцієнти рівнянь чотириполюсника можна виразити через характеристичні параметри, використовуючи гіперболічні функції. Такі рівняння називають рівняннями чотириполюсника у гіперболічній формі.
6.7. Способи з’єднання чотириполюсників
Для двополюсників є тільки два можливі способи з’єднання, а саме: послідовне, коли через них проходить один і той самий струм, і паралельне – коли обидва двополюсники під’єднані до одного джерела напруги. Наявність у прохідних чотириполюсників двох незалежних пар полюсів дає змогу здійснити
178
шість можливих з’єднань. Розглянемо коротко ці можливі попарні сполучення чотириполюсників.
Послідовне з’єднання передбачає, що вхідні і відповідно вихідні струми чотириполюсників є однаковими. На рис. 6.7 наведено схему двох послідовно з’єднаних чотириполюсників N та M . Як видно зі схеми
I1N = |
I1M ; |
I2N = |
I |
2M , |
(6.46) |
тобто рівняння (6.46) задовольняють умовам послідовного з’єднання на вході і на виході.
I1 I1N
U1N
U1 I1M
U1M
N
M
I2N I2
U2N
I2M U2
U2M
Рис. 6.7
Два чотириполюсники, за аналогією із двополюсниками, можна перетворити в один еквівалентний чотириполюсник. Умова перетворення
|
|
I1 = |
I1N = |
I1M ; |
|
I2 = |
I2N |
= |
I |
2M . |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.47) |
|||
U |
1 = U |
1N +U |
1M ; |
U |
2 = U |
2N + U |
2M . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
У цьому разі доцільно скористатися Z-формою (6.10) рівнянь, оскільки необхідно додавати напруги окремих чотириполюсників і на вході, і на виході. Запишемо рівняння для чотириполюсників N та M з урахуванням позначень на рис. 6.7
U |
1N = |
Ζ |
11N |
I1N + Ζ |
12N |
I2N ; |
U |
2N |
= Ζ |
21N I2N |
+ |
Ζ |
22N |
I2N . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1M = |
Ζ |
|
|
|
I1M + |
Ζ |
|
|
|
|
|
|
2M = |
Ζ |
21M I2M + Ζ |
(6.48) |
|||||||||
U |
11M |
12M |
I2M ; |
U |
22M I2M . |
|||||||||||||||||||||
Після підстановки (6.48) у (6.47) одержимо рівняння еквівалентного чотириполюсника у Z-формі
U1 = (Ζ 11N + Ζ 11M ) I1 + (Ζ 12N + Ζ12M ) I2 ;
(6.49)
U2 = (Ζ 21N + Ζ 21M ) I2 + (Ζ 22N + Ζ 22M ) I2
179
або у матричній формі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1 |
|
= ZMN |
|
I1 |
|
|
|
, |
(6.50) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
де ZMN = ZM + ZN , а |
|
U |
2 |
I2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
матриці еквівалентного |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ZMN , ZM , ZN |
– |
||||||||||||
чотириполюсника та складових чотириполюсників відповідно
M і N .
Отже, перетворення чотириполюсників при послідовному з’єднанні зводиться до додавання матриць Z-параметрів складових чотириполюсників.
Паралельне з’єднання передбачає, що напруги відповідно на вході і виході чотириполюсників однакові (рис. 6.8).
|
I1M |
I1 |
U1M |
U1 |
I1N |
|
U1N |
M
N
I2M
U2M 
I2
I2N U2 
U2N
Рис. 6.8
Очевидно, що
U1M = U1N ; U2M = U2N .
Зображені на рис. 6.8 чотириполюсники M і N перетворити в один еквівалентний. Умови перетворення
I1 = I1M + I1N ; U1 = U1M = U1N ;
I2 = I2M + I2N ; U2 = U2M = U2N .
(6.51)
можна
(6.52)
У цьому разі для здійснення перетворення згідно з (6.52) доцільно скористатись Y -формою рівнянь (6.6) чотириполюсника. Підставивши рівняння (6.6) у (6.52), за аналогією з здійсненими вище перетвореннями, одержуємо
YMN = YM + YN . |
(6.53) |
Перетворення чотириполюсників за паралельного з’єднання зводиться до додавання матриць Y -параметрів складових чотириполюсників.
180