Вторичные параметры четырехполюсника

К вторичным параметрам четырехполюсника относятся характеристические сопротивления и постоянная передачи.

Для каждого пассивного четырехполюсника существуют два таких характеристических сопротивления - Z_1C, Z_2C (со стороны входных и выходных зажимов соответственно), которые удовлетворяют следующим условиям:

- если сопротивление нагрузки Z_H2 на выходе четырехполюсника равно характеристическому Z_2C, то входное сопротивление со стороны первичных зажимов равно характеристическому Z_1C;

- если при обратном включении четырехполюсника сопротивление нагрузки Z_H1 равно характеристическому Z_1C, то входное сопротивление со стороны вторичных зажимов будет равно характеристическому сопротивлению Z_2C.

Такая нагрузка четырехполюсника называется согласованной. При согласованной нагрузке потери в четырехполюснике минимальны.

Характеристические сопротивления можно вычислить как по известным коэффициентам четырехполюсника, так и по опытным данным, полученным при проведении опытов холостого хода и короткого замыкания:

При согласованной нагрузке

.

Выходной ток и напряжение связаны зависимостью .

Тогда напряжение и ток на входе четырехполюсника

Комплексное число полагают равным е^g , где - постоянная передачи.

Входные и выходные токи и напряжения при согласованной нагрузке связаны соотношением

Или

откуда , то есть модуль входного напряжения в е^а раз отличается от модуля выходного напряжения, а модуль входного тока в е^а раз отличается от модуля выходного тока; , то есть входное напряжение опережает выходное напряжение на угол b и начальные фазы входного и выходного токов отличаются на такой же угол.

Величина а называется коэффициентом затухания. Единицами измерения коэффициента затухания являются неперы (Нп) и белы (Б).

Затухание в неперах а_Нп=

Если , то затухание равно 1 Нп.

Затухание в белах а_Б= ,

а в децибелах а_дБ= .

Величина b называется коэффициентом фазы и измеряется в градусах или в радианах.

Передача энергии от источника через пассивный четырехполюсник к приемнику характеризуется коэффициентом полезного действия четырехполюсника и потерями мощности в нем. КПД определяется как отношение мощности нагрузки P₂=U₂I₂ cos ₂ к входной мощности P₁=U₁I₁ cos ₁, а потери мощности как разность этих мощностей Р = Р₁-Р₂.

Описание лабораторной установки

Схема исследуемой цепи приведена на рис. 8.3.

Рис. 8.3

Источник питания: сеть переменного тока лабораторного стенда напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Напряжение на входе исследуемой цепи устанавливается с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).

Схема соединения элементов четырехполюсника согласно варианту приведена в табл. 8.1.

Параметры элементов четырехполюсника:

резисторы R=100 Ом, R₁ = 150 Ом ;

конденсаторы С = 10 мкФ и С₁ = 30 мкФ;

катушка с индуктивностью L_к= 0,5 Гн и активным сопротивлением R_к = 25 Ом.

Измерительные приборы:

амперметры типа Э 359 0,25 - 1,0 А - 2 шт.;

вольтметры типа Э 359 150-300 В - 2 шт.;

фазометр.

Таблица 8.1

1	2
3	4
5	6
7	8
9	1 0
11	1 2