Схемы и приборы для проведения экспериментов
Все измерения обычно выполняются на одной стороне 4-полюсни-ка: либо на входе, либо на выходе. Опыт короткого замыкания обычно проводится при пониженном напряжении, так чтобы ток Iкз = Iном, но если 4х-полюсник допускает, то и этот эксперимент можно проводить при номинальном напряжении. Для пояснений воспользуемся уравнениями 4х-полюсника при прямом и обратном питании:
А-форма:
В-форма:
Прямой х.х. : I2
= 0.
Обратный х.х.: I1
= 0.
Обратное к.з.: U1
= 0.
Все коэффициенты записываем через А-коэффициент и подставляем в соотношение [2]:
[3]
* Практический совет: чтобы определиться со знаком А-коэффициента, получен-ного по формуле [3], необходимо рассчитать все остальные коэффициенты и проверить, выполняется ли соотношение [2]. Знак важен для последующего расчёта вторичных, характеристических параметров четырёхполюсника.
Итак, для определения А,В,С,D - коэффициентов необходимо рас-считать комплексы всего трёх величин: Z1x, Z2x, Z2к. Если комплексы этих величин находить экспериментально, то следует помнить, что кро-ме обычных вольтметра, амперметра и ваттметра, потребуется ещё и фазометр, для определения характера реактивных сопротивлений.
Если же 4х-полюсник симметричный, то Z1x = Z2x, Z1к = Z2к, и коэффициенты определяются по данным двух разнородных опытов: холостого хода и короткого замыкания.
4. Схемы замещения четырёхполюсников
И
сходная
схема 4х-полюсника
может быть сложной и непригодной
для исследования различных режимов,
например, короткого замы-кания. С
этой целью используются различные схемы
замещения.
Поскольку 4х-полюсник можно характеризовать тремя величинами, то чаще всего применяют трёхэлементные Т- и П-схемы замещения, как наиболее простые.
Т - схема замещения П - схема замещения
В качестве примера опишем Т-схему 4х-полюсника уравнениями по законам Кирхгофа и сведём их к виду А-формы уравнений 4х-полю-сника. По I закону Кирхгофа:
По II закону Кирхгофа:
* Из приведенных выкладок видим, что если 4х-полюсник представляет собой Т-схему, то его АВСД-коэффициенты можно записать сразу, не рассчитывая сопротивления Z1x, Z2x, Z2k :
[4]
И наоборот, если известны А-коэффициенты 4х-полюсника, то эле-менты его Т-схемы замещения можно найти по выражениям:
[5]
*Аналогичным образом получаются выражения и для П-схемы замещения 4х-полюсника:
[4a]
[5a]
Заметим, что если элементы одной из схем уже рассчитаны, то эле-менты второй схемы можно находить и по известным соотношениям взаимного перехода «звезда-треугольник».
И ещё одно важное замечание: полученные Т- и П- схемы замещения следует рассматривать как математические модели 4х-полюсни-ка, поскольку при физической реализации может получиться отрицательное R-сопротивление: Z = - R +jX , Ом. Более универсальны в этом смысле мостовые схемы замещения. Но они и более громоздкие.
Схемы замещения невзаимных 4х-полюсников, например схемы с диодами, транзисторами, тиристорами, которые содержат зависимые источники, рассматриваются в теории активных 4х-полюсников.