6.7. Указания к оформлению отчета

Отчет должен содержать: схемы электрических цепей, исследуемых в работе; таблицы приборов, опытных и расчетных данных; графики; расчетные формулы; анализ результатов экспериментов; выводы. К отчету прилагается выполненное индивидуальное задание №6.

6.8. Контрольные вопросы

1. Какие электрические цепи называются индуктивно связанными?

2. Какие зажимы индуктивно связанных катушек называют одноименными?

3. Какое соединение индуктивно связанных катушек называют согласным, какое – встречным?

4. Какой трансформатор называют воздушным трансформатором?

5. Как определить взаимную индуктивность М двухобмоточного воздушного трансформатора?

6. Какие сопротивления схемы замещения воздушного трансформатора называют вносимыми? Почему? Как они определяются?

Лабораторная работа № 7 Исследование пассивного четырехполюсника

1. Цель работы

Определение коэффициентов уравнений пассивного четырехполюсника А-формы опытным путем и построение его круговой диаграммы.

2. Приборы и оборудование

Для выполнения лабораторной работы используются следующие приборы и оборудование:

• вольтметры электромагнитной системы с пределом измерений до

100В – 2 шт.;

• амперметры электромагнитной системы с пределом измерений

2А – 2 шт.;

• ваттметры электродинамической системы - 1 шт.;

• четырехполюсник - 1 шт.;

• конденсатор пробный емкостью 1…2 мкФ - 1 шт.;

• нагрузочное сопротивление - 1 шт.;

3. Время, отводимое на работу

На выполнение данной работы отводится 4 академических часа.

4. Основные теоретические положения Уравнения четырехполюсника

Ч етырехполюсником называется электрическая цепь, имеющая два выходных и два входных зажима (рис.7.1).

Четырехполюсник

Четырехполюсник - это передаточное звено между генератором и приемником электрической энергии. Параметры генератора и приемника могут изменяться. Внутренняя схема четырехполюсника неизменна. Четырехполюсники, в состав которых входят источники электрической энергии, называются активными. Четырехполюсники, которые состоят только из пассивных элементов, называются пассивными.

Если при перемене местами генератора и потребителя, подключенных к четырехполюснику, токи генератора и потребителя не меняются, четырехполюсник называют симметричным. В противном случае несимметричным.

У любого пассивного линейного четырехполюсника (рис.7.2) напряжение и ток на входе U₁ и I₁ связаны с напряжением и током на выходе U₂ и I₂ двумя уравнениями, которые называются основными уравнениями четырехполюсника.

С хема электрическая подключения четырехполюсника

Е

Рис. 7.2

В зависимости от того, какие из токов и напряжений выражены через два других, различают шесть форм уравнений четырехполюсника – Y, Z, А, B, H, G.

В нашем курсе рассматривается А- форма, в которой U₁ и I₁ выражаются через U₂ и I₂ .

U₁ = А U₂ + В I₂;

(7.1)

I₁ = С U₂ + D I₂.

Коэффициенты А, В, С, D – комплексные числа, между ними существует связь:

АD – ВС = 1. (7.2)

Коэффициенты А и D – безразмерные, В измеряется в Омах, а С - в Сименсах.

Если изменить направление передачи энергии, то коэффициенты четырехполюсника изменятся. Рассмотрим две схемы подключения четырехполюсника. В первой питание подводится со стороны зажимов 1-1 (рис.7.2), а во второй – со стороны зажимов 2-2 (рис.7.3).

Схема подключения четырехполюсника к источнику энергии

с о стороны выходных зажимов

Рис.7.3

Эти схемы отличаются тем, что в них заменены I₁ на -I₂, I₂ на -I₁, U₁ на U₂ , а U₂ на U₁. Если произвести замену токов и напряжений в уравнениях четырехполюсника, то получим новую систему уравнений

U ₂ = AU₁ – BI₁;

(7.3)

-I₂ = CU₁ – DI₁.

Решая эту систему уравнений относительно U₁ и I₁ с использованием (2), получим уравнения четырехполюсника в виде

U₁ = DU₂ + ВI₂;

(7.4)

I₁ = CU₂+AI₂.

Проанализировав системы уравнений (7.1) и (7.4), можно сделать следующие выводы:

• если у четырехполюсника поменять местами входные и выходные зажимы, то в его уравнениях меняются местами коэффициенты А и D;

• у симметричного четырехполюсника А = D.