Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Start_main1a.pdf
Скачиваний:
385
Добавлен:
09.02.2015
Размер:
15.21 Mб
Скачать

Рис. 7.29. К примеру 7.22

В связи с тем, что параллельное соединение «разорванного» четырехполюсника с любыми четырехполюсниками является регулярным, Y параметры составного четырехпо люсника находятся суммированием матриц Y параметров четырехполюсников А и Б:

A

1⁄

зи

зс ;

1⁄

зс

си .

Б

зс;

 

зс

Схемы замещения неавтономных проходных четырехполюсников

Ранее было установлено, что соотношения между токами и напряжениями на зажимах любого линейного неавтономного проходного четырехполюсника незави симо от числа входящих в него элементов и способа их соединения могут быть опи саны системой из двух уравнений, содержащих в общем случае не более четырех не зависимых коэффициентов. Такой системе уравнений всегда можно поставить в со ответствие идеализированную электрическую цепь, содержащую не более четырех элементов, параметры которых могут быть выражены через независимые коэффи циенты основной системы уравнений четырехполюсника (условное графическое изображение этой цепи называется эквивалентной схемой или схемой замещения четырехполюсника).

Таким образом, каждому линейному неавтономному проходному четы­ рехполюснику может быть поставлена в соответствие эквивалентная схема, со­ держащая не более четырех элементов.

Для каждого четырехполюсника можно построить несколько эквивалентных схем, имеющих различную топологию и отличающихся как типом изображенных на них элементов, так и значениями их параметров. Выбор той или иной эквивалент ной схемы определяется удобством ее применения в рамках решаемой задачи и, в частности, простотой нахождения параметров ее элементов по заданным выраже ниям для первичных параметров четырехполюсника. Широкое распространение на практике получили Т образная (см. рис. 7.19, а) и П образная (см. рис. 7.20) схемы замещения, получившие название канонических схем замещения линейного неав тономного четырехполюсника. Параметры элементов Т образной схемы замещения связаны с Z параметрами четырехполюсника соотношениями

626

;

;

7.58

;

,

а параметры элементов П образной схемы замещения можно найти пo известным значениям Y параметров

;

;

7.59

;

 

с помощью соотношений, полученных в примерах 7.18 и 7.19.

Первичные параметры взаимного четырехполюсника связаны между собой со отношениями (7.39), (7.40), поэтому коэффициенты управления управляемых ис точников напряжения (см. рис. 7.19, а) и тока (см. рис. 7.20) в этом случае будут рав ны нулю (Z4 = 0, Y4 = 0). Вследствие этого канонические схемы замещения взаимных четырехполюсников (см. рис. 7.14, б, в) не содержат управляемых источников тока или напряжения.

Параметры элементов эквивалентных схем симметричных четырехполюсни ков, кроме того, связаны соотношениями

;

.

Т и П образные схемы, изображенные на рис. 7.14, б, в, представляют собой ка нонические схемы замещения взаимных неуравновешенных четырехполюсников. Для взаимных уравновешенных четырехполюсников используют эквивалентные схемы, приведенные на рис. 7.14, г, д. Параметры элементов этих эквивалентных схем также рассчитываются по формулам (7.58) и (7.59), а выражения для первич ных параметров уравновешенных четырехполюсников совпадают соответственно с выражениями для первичных параметров неуравновешенных четырехполюсников. При решении ряда конкретных задач может оказаться удобным применить эквива лентные схемы четырехполюсника, изображенные на рис. 7.30, а — г, параметры элементов которых определяются через Y , Z , Н и G параметры четырехполюсника соответственно.

В теории цепей широко применяют (особенно при решении задач синтеза) мостовую схему замещения симметричного четырехполюсника (см. рис. 7.18, а). Па раметры элементов этой эквивалентной схемы весьма просто выражаются через Z

параметры четырехполюсника (см. пример 7.14):

;

.

Следует иметь в виду, что комплексным схемам замещения четырехполюсни ков (см. рис. 7.14, б — д, 7.19, а, 7.20 и 7.30) не всегда можно поставить в соответст

627

Рис. 7.30. Схемы замещения проходных четырехполюсников

вие идеализированную электрическую цепь, состоящую из элементов с положи тельными вещественными параметрами (с подобной ситуацией сталкивались при знакомстве с эквивалентными преобразованиями цепей со связанными индуктив ностями). Несмотря на это, применение таких эквивалентных схем значительно об легчает изучение процессов в электрических цепях.

Автономные проходные четырехполюсники

Рассмотрим произвольный линейный автономный проходной четырехполюс ник АЧ, схема и параметры элементов которого известны. Заменим внешние по от ношению к четырехполюснику ветви источниками напряжения А, А (рис. 7.31, а). Используя метод контурных токов, найдем токи входных и выходных

Рис. 7.31. К определению П образной схемы замещения автономного проходного четырех полюсника

628

зажимов четырехполюсника. Если система независимых контуров цепи выбрана та

ким

1образом, что ветвь, содержащая источник напряжения

 

, входит только в кон

тур , а ветвь, включающая источник напряжения

, только в контур

2

, то иско

мые токи будут равны контурным токам первого и второго контуров:

 

 

 

 

А

⁄∆

⁄∆

к;

 

 

 

7.60

где

 

А

⁄∆

⁄∆

к,

 

 

 

к

⁄∆

 

⁄∆

⁄∆;

 

 

 

 

 

 

 

к

⁄∆

 

 

⁄∆

⁄∆

 

 

— составляющие контурных токов первого и второго контуров, вызванные дейст вием независимых источников, находящихся внутри четырехполюсника АЧ.

Как следует из уравнений (7.60), при одновременном закорачивании источни ков и токи А и А будут равны соответственно к и к. Следовательно, к и к являются токами короткого замыкания внешних выводов автономного четырехпо люсника (напомним, что токи короткого замыкания неавтономного четырехполюс

ника равны нулю). Входящие в уравнения (7.60) коэффициенты

/Δ,

/Δ,

/Δ,

и /Δ в соответствии с выражениями (7.37) представляют собой

Y

параметры не

 

автономного четырехполюсника, который получается из исходного автономного при выключении всех входящих в него независимых источников. Переходя в (7.60)

от ЭДС , к напряжениям А,

А и используя выражения (7.37), получаем сис

тему основных уравнений автономного четырехполюсника в форме

Y

:

А

А

А

к;

 

 

А

А

А

к.

 

 

Введем токи, равные разности токов выводов автономного четырехполюсника и соответствующих токов короткого замыкания:

А

к

А

А

А

к

А

А

;

7.61

.

Система уравнений (7.61) по форме совпадает с системой основных уравнений неавтономного четырехполюсника, полученного из автономного четырехполюсника путем выключения всех входящих в него независимых источников и замены А и А на и . С учетом этой системы четырехполюснику АЧ можно поставить в со ответствие эквивалентную схему, содержащую неавтономный четырехполюсник

НЧ, характеризующийся параметрами

Y

11,

Y

12,

Y

21,

Y

22, и два независимых источника

тока к

к и к

к (рис. 7.31, б). Заменяя четырехполюсник НЧ канонической П

629

образной схемой замещения, получаем полную эквивалентную схему автономного четырехполюсника, содержащую в общем случае шесть элементов (рис. 7.31, в).

Рис. 7.32. К определению Т образной схемы замещения автономного проходного четырех полюсника

Если внешние по отношению к автономному четырехполюсник ветви заменить источниками тока А и А (рис. 7.32, а), то, анализируя полученную цепь с помощью метода узловых напряжений, можно определить основные уравнения ав тономного четырехполюсника в форме Z:

 

 

 

 

 

 

 

 

А

А

А

х;

7.62

где

Z

11,

Z

12,

Z

21,

Z

А

А

А

х,

 

 

 

 

22 — первичные параметры НЧ, образованного из АЧ путем выклю

чения всех независимых источников;

х и

х — напряжения холостого хода на

входных и выходных зажимах автономного четырехполюсника. В соответствии с уравнениями (7.62) АЧ можно поставить в соответствие схему замещения, состоя щую из НЧ и независимых источников напряжения х х, х х (рис. 7.32, б). Представляя неавтономный четырехполюсник Т образной канонической схемой за мещения, получаем полную эквивалентную схему автономного четырехполюсника

(рис. 7.32, в).

В общем случае автономный проходной четырехполюсник характеризует­ ся шестью независимыми параметрами, из которых четыре представляют со­ бой первичные параметры неавтономного четырехполюсника, получающегося из данного автономного путем выключения всех независимых источников, а два параметра являются либо напряжениями холостого хода, либо токами ко­ роткого замыкания, измеряемыми при одновременном размыкании или одно­ временном закорачивании внешних по отношению к автономному четырехпо­ люснику ветвей.

630

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]