пасивних чотириполюсників
Мета роботи: дослідити параметри пасивного несиметричного чотириполюсника.
Чотириполюсником називається ділянку електричного кола, що з'єднується з її іншою частиною за допомогою двох пар зовнішніх затискачів (полюсів).
Розрізняють пряме і зворотне включення джерела енергії E. Прийняті позитивні напрямки напруг і струмів чотириполюсника при прямій і зворотній передачах сигналів показані на рис. 4.1. При прямій передачі джерело енергії Е підключають до вхідних парі 1-1 'затискачів, а до вихідний 2-2' - навантаження (рис. 4.1, а). При зворотному передачі (рис. 4.1, б) джерело підключають до затискачів 2-2 ', а навантаження - до затискачів 1-1'.
Мал. 4.1. Пряме (а) і зворотне (б) включення чотириполюсника.
У даній роботі досліджується пасивний прохідний чотириполюсника, для опису якого рекомендується вибрати А-форму запису рівнянь, пов'язуючи-чих струми і напруги на затискачах чотириполюсника:
Комплексні коефіцієнти A-форми залежать від внутрішньої структури чотириполюсника, від значень параметрів входять до нього елементів і від частоти вхідного сигналу. Ці коефіцієнти можуть бути обчислені за результатами дослідів холостого ходу (ХХ) і короткого замикання (КЗ) чотириполюсника.
У граничних режимах роботи чотириполюсника (ХХ і КЗ) рівняння (4.1) спрощуються і по ним встановлюють фізичний зміст коефіцієнтів.
Мал. 4.2. Граничні режими чотириполюсника а) - холостий хід; б) - коротке замикання.
- При ХХ на виході (струм I2Х = 0, рис. 4.2 а):
- відношення комплексних напруг чотириполюсника в режимі ХХ на затискачах 2-2 '.
- передавальна провідність чотириполюсника в режимі ХХ на затискачах 2-2 '.
- При КЗ на виході (напруга U2К = 0, рис. 4.2. Б):
- передавальне опір чотириполюсника при КЗ на затискачах 2-2 '.
- відношення комплексних струмів чотириполюсника в режимі КЗ на затискачах 2-2 '.
Таким чином, для визначення коефіцієнтів А-форми чотириполюсника в теоретичному плані досить провести два досвіду: досвід ХХ і досвід КЗ при прямій передачі. На практиці при проведенні дослідів вольтметр, амперметр і осцилограф (необхідні прилади для вимірювання струму, напруги та кута сдви-га фаз між ними) включають з боку тільки затискачів 1-1 'або затискачів 2-2', так як в чотириполюсники не завжди є загальна точка (заземлення) первинної та вторинної ланцюгів для підключення осцилографа (або ваттметра).
Наведемо розрахункові формули для експериментального визначення коефіцієнтів А-форми чотириполюсника (рис. 4.3).
Мал. 4.3. Експерименти ХХ і КЗ а) - пряма передача; б) - зворотна передача.
З урахуванням рівнянь (4.1) з експериментів ХХ при прямій і зворотній передачах (рис. 4.3 а і б) знаходять вхідні опору:
З експериментів КЗ (U2 = 0) при прямій передачі (при замкнутих накоротко затискачах 2-2 '):
Для несиметричного пасивного чотириполюсника рівняння зв'язку коефіцієнтів має вигляд
Вирішуючи отримані три рівняння спільно з рівнянням зв'язку, знаходять коефіцієнти чотириполюсника.
Тут - розрахунковий параметр, який визначається за формулою
Для симетричного чотириполюсника, у якого і. досить провести два експерименти: експеримент ХХ і експеримент КЗ при прямій передачі.
Параметри схем заміщення чотириполюсника (рис 4.4) пов'язані з коефіцієнтами рівнянь А-форми наступними співвідношеннями: