2.4 Основные теоретические положения

Четырехполюсником называют часть электрической цепи, имеющую две пары зажимов для присоединения источников и приемников электрической энергии. Четырехполюсники делятся на активные и пассивные. В данной работе исследуется пассивный четырехполюсник.

Если известны параметры элементов, входящих в четырехполюсник, и схема их соединения, то расчет постоянных четырехполюсника не представляет труда. Другое дело, когда в нашем распоряжении только две пары зажимов – входные и выходные, а элементы и схема их соединений неизвестны. В таком случае параметры четырехполюсника могут быть определены только экспериментально.

Известно, что основные уравнения четырехполюсника имеют вид:

- регулярный

- нерегулярный

Из уравнения связи четырехполюсника

AD – BC = 1

следует, что из четырех коэффициентов независимыми являются лишь три.

Симметричный четырехполюсник характеризуется лишь двумя независимыми постоянными, так как A=D.

Наиболее просто коэффициенты A, B, C и D определяются по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания четырехполюсника.

При питании со стороны входных зажимов и холостом ходе четырехполюсника ( ) первичные напряжение и ток будут:

и

При этом входное сопротивление четырехполюсника со стороны входных зажимов равно:

(*)

При коротком замыкании а вторичных зажимах ( ) соответственно получаем

и

Входное сопротивление со стороны первичных зажимов при этом будет равно:

(*)

При питании со стороны выходных зажимов, учтя, что A и D при этом поменяются местами, имеем

и (*)

Используя полученные соотношения (*) и уравнение связи четырехполюсника, можно определить постоянные четырехполюсника. Так, например

Далее, зная A, определим

; ; .

Определив постоянные четырехполюсника, его можно заменить П-образной (рисунок 2.2) или Т-образной (рисунок 2.3) схемами замещения. Параметры схем замещения связаны с постоянными четырехполюсника следующими соотношениями:

Рисунок 2.2 Рисунок 2.3

- для Т-образной схемы

;

;

;

и обратно

; ; .

- для П-образной схемы

;

; ;

и обратно

; ; .

Из рассмотренного следует, что пассивные четырехполюсники являются промежуточными передающими звеньями между источниками электрической энергии и потребителями. Поэтому весьма часто для характеристики четырехполюсника пользуются коэффициентом передачи k, который равен отношению выходного и входного напряжений

2.5 План отчета по работе

Отчет по лабораторной работе, кроме материалов перечисленных в разделе 2.3.1, должен содержать:

1. Расчеты параметров элементов четырехполюсника.

2. Расчеты постоянных четырехполюсника по вычисленным в п.1. параметрам четырехполюсника.

3. Расчеты постоянных четырехполюсника по опытам холостого хода и короткого замыкания.

4. Выводы по работе. В выводах сделать заключение относительно

- возможности экспериментального определения постоянных четырехполюсника;

- совпадения постоянных четырехполюсника, вычисленных по параметрам элементов цепи с постоянными четырехполюсника, определенными по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания; указать причины возможного неполного совпадения полученных результатов.