Тема 12.Четырехполюсники и многополюсники.

Характеристическое сопротивление определяется по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания на выходных зажимах ЧТП .

Характеристическое сопротивление определяется по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания на входных зажимах ЧТП .

Если ЧТП симметричный, то

Характеристическое сопротивление симметричного ЧТП имеет четкий физический смысл. Если к выходным зажимам симметричного ЧТП подключить нагрузку, сопротивление которой равно , то входное сопротивление ЧТП окажется равным сопротивлению этой нагрузки.

Такой режим работы ЧТП называется согласованным. Поэтому характеристическое сопротивление называют также согласованным сопротивлением.

Кроме характеристического сопротивления передаточные свойства ЧТП оценивают с помощью характеристической постоянной передачи. Характеристическая постоянная передачи ЧТП (мера передачи) связывает между собой токи и напряжения на входе и выходе ЧТП при согласованной нагрузке:

Мера передачи ЧТП также может быть определена по опытам ХХ и КЗ:

Для симметричного ЧТП

Мера передачи ЧТП позволяет оценить изменение амплитуд и начальных фаз колебаний при прохождении через четырехполюсник в режиме согласованной нагрузки.

Характеристическая постоянная передачи симметричного ЧТП также может быть определена через его А – параметры

Характеристическая постоянная передачи в общем случае есть комплексная величина

Параметр называют характеристическим затуханием ЧТП. С его помощью оценивают соотношения между амплитудами токов и напряжений на входе и выходе четырехполюсника. Очевидно, что:

Параметр называют характеристической фазой ЧТП. Он оценивает изменение начальных фаз напряжений и токов после прохождения через четырехполюсник.

Затухание ЧТП измеряется в неперах (Нп) или децибелах (дБ). Фаза ЧТП измеряется в радианах(рад) или градусах(град) .

При вычислении затухания в децибелах используется не натуральный, а десятичный логарифм

1 Нп = 8.786 дБ 1 дБ = 0.115 Нп

Цепные схемы.

Каскадное соединение одинаковых симметричных ЧТП представляет из себя цепную схему. ЧТП, входящие в цепную схему, называются звеньями. Передаточные свойства цепной схемы можно определить по передаточным свойствам звеньев.

При согласованной нагрузке характеристическое сопротивление цепной схемы равно характеристическому сопротивлению звена.

Характеристическая постоянная передачи цепной схемы равна сумме характеристических постоянных передачи звеньев.

где n число звеньев цепной схемы.

При несогласованной нагрузке входное сопротвление цепной схемы не равно сопротивлению нагрузки, но постоянная передачи цепной схемы равна сумме постоянных передачи звеньев.

Если требуется экспериментально определить постоянную передачи звена цепной схемы, то достаточно провести опыт по измерению трех напряжений (см. рис.):

Затухание ЧТП определится по U₁ и U₂ , а фаза получится после геометрического построения векторной диаграммы эквивалентной второму закону Кирхгофа для контура в схеме ЧТП, включающего в себя измеряемые напряжения.

При построении векторной диаграммы начальную фазу напряжения U₂ следует принять равной нулю. Выбрать масштаб по напряжению и отложить комплекс (вектор) U₂ , затем, используя циркуль нарисовать дуги окружностей с радиусами U₁ и U₁₂ из точек начала и конца вектора U₂. Точка пересечения дуг является точкой концов векторов (комплексов) напряжений U₁ и U₁₂ .

Этим методом можно пользоваться не только при согласованной, но и при произвольной нагрузке .

Ниже представлена цепная схема, состоящая из трех звеньев. После измерения напряжений U₁ , U₁₂ , U₂ , U₂₃ , U₃ , U₃₄ , U₁₄ , U_н затухание звеньев и всей цепной схемы определяются по формулам:

Расчет фаз звеньев и цепной схемы по экспериментальным данным проводится графически. Для этого строится векторная диаграмма напряжений цепной схемы, представляющая второй закон Кирхгофа контуров схемы каждого звена. Построения следует проводить, используя линейку и циркуль.

Качественные построения для этого случая приведены на рисунке ниже.

По результатам построений угловые значения фаз определяются измерениями с помощью транспортира.

В результате постоянные передачи звеньев и всей цепной схемы

определяются по формулам: