Введення
У різних галузях електротехніки особливо часто застосовуються апарати і пристрої з двома парами висновків, за допомогою яких вони з'єднуються з іншими ділянками електронної ланцюга, тобто чотириполюсника.
На практиці чотириполюсника і ланцюги, які доцільно представляти складаються з декількох чотириполюсників, застосовуються, насамперед, для передачі і перетворення електричних сигналів, що несуть інформацію. Тракт передачі інформації, або канал зв'язку, як правило, складається з ряду чотириполюсників, включених між генератором (передавачем) сигналів і приймачем сигналів. У тракт передачі зазвичай входять: лінія зв'язку генератора і приймача, що знаходяться часто на значних відстанях один від одного; підсилювачі, в яких збільшується потужність; атенюатори (ослабітелі) для зниження рівня сигналів; фільтри для розділення сигналів; коригувальні контури, що включаються для усунення спотворень сигналів; трансформатори, за допомогою яких змінюються опори окремих ділянок тракту передачі інформації, і усувається гальванічна зв'язок між цими ділянками.
Таким чином, теорія чотириполюсників дає змогу єдиним методом аналізувати системи, найрізноманітніші за структурою і принципом дії. Крім того, складна ланцюг розчленовується на більш прості частини, характеристики яких дають повне уявлення про режим роботи всього ланцюга.
1. Основні рівняння чотириполюсника
чотириполюсник електричний розрахунок
чотириполюсниками називають електричну схему, що має два вхідних і два вихідних режиму. Трансформатор, лінію передачі енергій, мостову схему і т. П. Можна розглядати як чотириполюсник.
Малюнок 1 - позитивні напрямки для струмів і напруг в активному чотириполюсниками
Прийнято зображати чотириполюсника у вигляді прямокутника з вихідними з нього кінцями (полюсами) mn і pq (малюнок 1). Якщо чотириполюсника містить джерела електричної енергії, то в прямокутнику ставлять букву А (активний); якщо буква А відсутній, то це означає, що чотириполюсника пасивний. Вхідний струм позначають, вхідна напруга; струм і напруга на виході - і.
чотириполюсника є передавальною ланкою між джерелом живлення і навантаженням. До вхідних затискачів mn, як правило, приєднується джерело живлення; до вихідних затискачів pq - навантаження.
Передбачається, що навантаження чотириполюсника і напруга на вході при роботі чотириполюсника як сполучної ланки можуть змінюватися, але схема внутрішніх з'єднань чотириполюсника і опору в ній залишаються незмінними.
Для будь-якого пасивного лінійного чотириполюсника напруга і струм на вході і пов'язані з напругою і струмом на виході і двома основними рівняннями:
(1)
У цих рівняннях комплексні коефіцієнти A, B, C, D залежать від схеми внутрішніх з'єднань чотириполюсника, від значень опорів схеми і від частоти. Для кожного чотириполюсника їх можна визначити розрахунковим або дослідним шляхом. Коефіцієнти пов'язані співвідношенням:
- BC=1
Форма запису рівнянь (1) називають формою А.
Крім А-форми для розрахунку струмів і напруг в чотириполюсника використовуються й інші форми запису рівнянь. До них відносяться:
форма:
форма:
форма:
форма:
форма:
Звернемо увагу на попарно інверсію Y- і Z-форм, А- і В-форм, Н-і G-форм.
Історично склалося так, що для А-форми (її вважають основною) позитивні напрямки для струмів і напруг відповідають малюнку 1, а для Y-, Z-, H-, G-форм - малюнок 2, а, В-формі- малюнок 2, б.
Малюнок 2 - позитивні і негативні напрямки струмів і напруг в чотириполюсниками
чотириполюсника називають симетричним, якщо при заміні первинних затискачів вторинними струми джерела і приймача не змінюються. Рівняння симетричного чотириполюсника повинні залишитися незмінними при взаємній первинних і вторинних затискачів. Тому A=D і розмітка первинних і вторинних затискачів для симетричного чотириполюсника не обов'язкова. Всі чотириполюсника, що не задовольняють цій умові, називають несиметричними.
Комплексні коефіцієнти при всіх формах записи рівнянь залежать від величин опорів або провідностей гілок чотириполюсника, схеми чотириполюсника, а також від частоти джерела живлення. Співвідношення між коефіцієнтами чотириполюсника при різній формі запису рівнянь дані в таблиці 1. У цій таблиці визначники матриць Z, Y, H і A знаходяться за формулами:
Таблиця 1
Визначувані параметриІзвестние параметриYZHAB YZ
H
A
B
2. Визначення коефіцієнтів чотириполюсника
Комплексні коефіцієнти несиметричного пасивного чотириполюсника визначають дослідни...
