Двухполюсники
В случае, если в разветвленной электрических цепях нас интересует электрическое состояние в какой-либо выделенной ветви (см. МЭГ), остальная часть схемы представляется в виде двухполюсника.
Двухполюсники
подразделяются на активные, содержащие
источники питания, и пассивные – без
источников питания. Активный двухполюсник
эквивалентен генератору с ЭДС, равному
напряжению холостого хода
,
и внутренним сопротивлением
,
где
-
ток короткого замыкания. Пассивный
двухполюсник, представляет собой только
нагрузочный элемент, характеризующий
входное сопротивление
.
Рассмотрим основные свойства двухполюсников.
3.11.1. Пассивный двухполюсник
Ток
и напряжение
на входе произвольного пассивного
двухполюсника (рис. 3.67), связаны законом
Ома
и
,
где
и
- входное комплексное сопротивление и
входная комплексная проводимость
двухполюсника.
Входному комплексному
сопротивлению
соответствует
эквивалентная схема двухполюсника
(рис. 3.68), состоящая из последовательного
соединения активного сопротивления
и реактивного сопротивления
,
которое в зависимости от знака следует
рассматривать либо как индуктивное
(рис. 6.68,а), либо как емкостное (рис.
3.68,б) сопротивление.
Комплексное сходное сопротивление (проводимость ), можно определить расчетным или экспериментальным путем.
Примеры определения входного сопротивления расчетным путем были рассмотрены ранее (пример 3.9, пример 3.11 МЭГ и др.).
Для экспериментального определения комплексного входного сопротивления используется схема, приведенная на рисунке 3.69.
Показания амперметра
,
вольтметра
и
ваттметра
дают возможность определить величину
входного сопротивления
,
активную составляющую сопротивления
и реактивное сопротивление
:
,
,
.
В этом случае определенную проблему представляет определение знака реактивного сопротивления – индуктивность или емкость. Ее можно решить различными путями.
1. Путем предварительного анализа разветвленной схемы.
2. Путем использования фазометра в электрической схеме (рис. 3.69) вместо ваттметра.
3. Проведением дополнительного опыта, путем включения емкости с известной величиной сопротивления.
Пример 3.18. Определим входное сопротивление электрической цепи, представленной в примере 3.9, экспериментально. Схема для определения данных представлена на рисунке 3.70.
Показания приборов:
амперметра –
(А),
вольтметра –
(В)
и ваттметра –
(Вт).
Величина входного
сопротивления –
(Ом),
активное
сопротивление –
(Ом),
реактивное
сопротивление –
(Ом).
3.11.2. Активный двухполюсник
Двухполюсники, содержащие источники электрической энергии называются – активными (рис. 3.71).
На эквивалентной
схеме (рис. 3.72) активный двухполюсник
может быть представлен двумя элементами:
эквивалентной ЭДС, 
(
-
напряжение холостого хода активного
двухполюсника) и
эквивалентным внутренним сопротивлением,
(
- внутренне сопротивление, равное
входному сопротивлению, полученному
из пассивного двухполюсника).
Параметры эквивалентной схемы могут быть получены расчетным и экспериментальным путем. Расчетным путем был рассмотрен пример 3.11, рассчитанный методом эквивалентного генератора.
Для определения параметров схемы замещения экспериментальным путем, необходимо провести следующие опыты.
1. Опыт холостого
хода (рис. 3.73). В результате проведения
опыта, определяем
,
равное напряжению холостого хода
(В).
