- •Список вопросов по курсу "Теоретические основы электротехники", часть 2
- •Симметричный четырехполюсник, канонические неуравновешенные и уравновешенные схемы.
- •Характеристические (вторичные) параметры пассивных четырехполюсников. Повторное сопротивление четырехполюсника.
- •Активные автономные четырехполюсники.
- •Методы расчета нелинейных цепей. Графический метод расчета параллельного соединения нелинейных элементов.
- •3. Четырехполюсники
Характеристические (вторичные) параметры пассивных четырехполюсников. Повторное сопротивление четырехполюсника.
В режиме работы симметричного четырехполюсника, входное сопротивление равно нагрузочному, т.е.
.
Это сопротивление обозначают и называют характеристическим сопротивлением симметричного четырехполюсника, а режим работы четырехполюсника, для которого справедливо
,называется режимом согласованной нагрузки.
Для симметричного четырехполюсника ,
Характеристическим сопротивление можно записать как
,
решением которого является
С учетом такого решения, получим
;
.
,
где - коэффициент распространения; - коэффициент затухания (в неперах); - коэффициент фазы (в радианах).
Одному неперу соответствует затухание по напряжению или току в е раз, а по мощности в е2 раз.
Характеристические параметры ищут с помощью сопротивления холостого хода и короткого замыкания.
Уравнения передачи четырехполюсника через характеристические параметры:
В условиях согласованного включения отношения напряжений (токов) четырехполюсника определяются только одним параметром.
Ас - характеристическое ослабление, Вс - характеристическая фаза
Ас - показывает ослабление полной мощности сигнала при передаче через согласованно включенный четырехполюсник.
Бел - единица измерения отношения двух мощностей.
В случае несимметричного четырехполюсника ( ) рассматривают два характеристических сопротивления и , где - входное сопротивление со стороны зажимов mn, когда нагрузка подключена к зажимам pq и равна :
- входное сопротивление со стороны зажимов pq, когда нагрузка , подключена к зажимам mn; при этом коэффициенты А и D меняются местами:
Найдем решим совместно 2 предыдущих уравнения
Учитывая, что получим
Если четырехполюсник симметричен ( ), то , где равно входному сопротивлению четырехполюсника, когда он нагружен на .
Повторное сопротивление четырехполюсника - входное сопротивление со стороны зажимов mn, если к выходным зажимам pq присоединено .
преобразовав уравнения заменив на , получим
Решив последнее уравнение относительно , найдем
Если четырехполюсник симметричный ( ), то т. е. оно совпадает с характеристическим сопротивлением Zc.
Уравнение четырехполюсника в гиперболических функциях.
Для симметричного четырехполюсника А-форму уравнений записывают иногда через гиперболические функции от аргумента g, полагая , . При этом и
Соединения четырехполюсников, расчет с применением различных форм уравнений.
Форму записи уравнении применяют, исходя из соображений удобства. При нахождении связи между входными и выходными величинами различным образом соединенных четырехполюсников используют Z-, Н-, G-, Y- и А-формы
При последовательно-последовательном соединении четырехполюсников а и b применяют Z-форму:
при параллельно-параллельном соединении-Y-форму:
при последовательно-параллельном - H-форму:
при параллельно-последовательном - G-форму:
при каскадном - А -форму.
При параллельно-параллельном, последовательно-последовательном, параллельно-последовательном и последовательно-параллельном соединениях необходимо соблюдать условие регулярности соединения четырехполюсников - через оба первичных зажима каждого четырехполюсника должны течь равные по значению и противоположные по направлению токи; то же и по отношению к вторичным зажимам.
При регулярном соединении матрица каждого четырехполюсника должна оставаться такой же, какой она была до соединения четырехполюсников. Регулярное соединение:
здесь перекрещены обе пары концов второго четырехполюсника (при перекрещивании обеих пар концов все элементы любой матрицы остаются неизменными).