7.1.3. Использование трансформатора в качестве согласующего элемента цепи

Если имеется генератор с ЭДС и внутренним сопротивлением(рис. 7.5), то для передачи максимальной мощности в нагрузкунеобходимо, чтобы

и (7.8)

Если параметры генератора и нагрузки заданы, то для выполнения условия (7.8) используют воздушный трансформатор как согласующий элемент.

Рис. 7.5. Схема согласования генератора с нагрузкой

В простейшем случае, т.е. при использовании идеального трансформатора, из (7.7) получим:

(7.9)

Следовательно, подбором отношения чисел витков можно изменить значение нагрузки на зажимах генератора и тем самым провести согласование величины внутреннего сопротивления генератора с величиной сопротивления нагрузки.

7.1.4. Эквивалентная замена индуктивных связей

Рассмотрим способы упрощения схем с магнитными связями.

В ряде случаев расчет цепей упрощается, если часть схемы, содержащей индуктивные связи, заменить эквивалентной схемой без таких связей. Этот прием называется развязкой индуктивных связей.

Для схем рис. 7.6, а и 7.7, а по законам Кирхгофа составим систему уравнений (7.10) относительно напряжений между узлами 1–3 и 2–3. В (7.10) знак «плюс» соответствует схеме рис. 7.6, а для согласного включения катушек, а знак «минус» соответствует схеме рис. 7.7, а для встречного включения катушек.

(7.10)

В (7.10) преобразуем уравнения, составленные по второму закону Кирхгофа:

(7.11)

Полученная система (7.11) соответствует эквивалентным схемам замещения рис. 7.6, б и 7.7, б без индуктивных связей. Итак, при устранении индуктивных связей к индуктивности идобавляется взаимная индуктивностьвывод 3 перестает быть узлом для ветвей 1 и 2, а между выводом 3 и новым узлом появится элемент

Пример преобразования индуктивных связей представлен на рис. 7.8. На рис. 7.8, а – исходная цепь, а на рис. 7.8, б – эквивалентная без взаимной индуктивности.

а	б
Рис. 7.6. Схема эквивалентной замены согласной магнитной связи

а	б
Рис. 7.7. Схема эквивалентной замены встречной магнитной связи

а	б
Рис. 7.8. Преобразование схемы с магнитными связями

7.2. Домашнее задание

При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить теоретический материал данной лабораторной работы, соответствующие разделы лекций и учебников, ответить на контрольные вопросы, провести расчет заданного варианта и результаты занести в соответствующие графы табл. 7.2. Исходные данные к расчетам и опытам приведены в табл. 7.1. Для всех вариантов = 2 В, частотаf = 200 Гц.

Таблица 7.1

Исходные данные к лабораторной работе

Номер варианта	мГн	Ом	мГн	Ом	М, мГн	С, мкФ
1	11	52	4,9	33,0	2,8	0,047
2	11	52	4,9	33,0	2,8	0,022
3	11	52	4,9	33,0	2,8	0,033
4	11	52	4,9	33,0	2,8	0,47
5	12	50	5,0	32,0	2,9	0,047
6	12	50	5,0	32,0	2,9	0,022
7	12	50	5,0	32,0	2,9	0,033
8	12	50	5,0	32,0	2,9	0,47
9	12	53	5,1	32,5	2,7	0,022
10	12	53	5,1	32,5	2,7	0,033

1. Для схем рис. 7.9, а, б определить:

• комплексные значения тока, напряжения на катушках ивходного сопротивления

• активную P, реактивную Q и полную мощность S;

• по рассчитанным данным построить векторные диаграммы токов и напряжений.

Результаты расчета занести в табл. 7.2.

2. Для схемы рис. 7.9, в и Z_H = 0, Z_H = ∞ определить действующие значения комплексов токов исопротивленияи выходного напряженийРезультаты расчета внести в табл. 7.3.

а	б
в
Рис. 7.9. Режимы цепей с магнитными связями

3. Для схемы рис. 7.9, в и определить:

• действующие значения комплексов токов ивыходного напряжения

• сопротивления

• значение передаточной функции а также ЛАЧХи ФЧХ φ(ω).

Результаты расчета внести в табл. 7.4. По рассчитанным данным построить векторные диаграммы токов и напряжений.

Таблица 7.2

Режимы согласно и встречного включения

Схема		A	Ом	В	В	S, ВA	P, Вт	Q, вар
Рис. 7.9, а – согласное включение	Расчет
	Опыт
Рис. 7.9, б – встречное включение	Расчет
	Опыт

Таблица 7.3

Режимы холостого замыкания

f = 200 Гц Схема рис. 7.9, в		A	Ом	A	В
Режим холостого хода	Расчет			0
	Опыт			0
Режим короткого замыкания	Расчет				0
	Опыт				0
	M =

Таблица 7.4