2.7. Симметричные четырехполюсники

В частном случае при наличие симметричного четырехполюсника, все приведенные выше формулы упрощаются, если учесть, что при этом имеются равенства:

2.7. Эквивалентность четырехполюсников

Четырехполюсники эквивалентны, если они имеют одинаковые: а) параметры коэффициентов одной из форм основных уравнений , либо б) характеристические параметры, либо в) параметры холостого хода и короткого замыкания.

3. Описание лабораторной установки

Объектом исследования являются несимметричный и симметричный четырехполюсники подключаемые к сети переменного тока. Четырехполюсник собирают из элементов миниблоков резисторов, индуктивностей и емкостей в соответствии с рис. 5 – 6, приведенными в протоколе испытаний.

В лабораторной работе источником синусоидального напряжения является блок ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ. В качестве электроизмерительных приборов используются мультиметры для измерения напряжений и токов и ваттметр для измерения активной мощности.

4. Подготовка к работе

4.1. Определить параметры – коэффициенты Т-образного четырехполюсника рис. 3 используя формулы (30). Параметры заданы в табл.1 ( и ) рассчитать при частоте .

Проверить правильность расчета по формуле .

Таблица 1

№ бригады	R, Ом	L, мГн	C, мкФ	f, кГц	R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм
1	10	10	0,22	2,0	4,7	1	1
2	33	10	0,47	1,0	10	4.7	4,7
3	22	100	0,47	0,5	22	10	10
4	22	40	0,1	1,5	2,2	1	1

4.2. По рассчитанным в п.3.1 коэффициентам определить сопротивление холостого хода и короткого замыкания со стороны первичных и вторичных зажимов четырехполюсника по (28).

Проверить правильность расчета по формуле:

.

4.3. Начертить П–образную схему симметричного четырехполюсника, составленного из сопротивлений значения которых приведены в табл.1. Рассчитать для этого четырехполюсника коэффициенты по (31), а также характеристическое сопротивление и коэффициент передачи по (17), (18). Данные занести в табл. 3 протокола измерений.

5. Порядок выполнения работы

5.1. Собрать схему цепи несимметричного пассивного четырехполюсника рис. 5.

Установить заданные по табл.1 величины R, L, C, из миниблоков резисторов и реактивных элементов. Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры СЕТЬ модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ и блока мультиметров. Переключатель ФОРМА модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ – ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ установить в положение . Настроить генератор на частоту f по табл.1 и действующее значение напряжения В. Записать данные в табл. 2 протокола измерений.

5.2. Подключив ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ к первичным зажимам 1 и 1' четырехполюсника выполнить опыт прямого холостого хода, для чего разомкнуть зажимы 2 и 2'. Экспериментально определить модуль комплексного сопротивления .

.

Для измерения действующих значений напряжения U₁ и тока I₁ использовать мультиметры. Опытные данные занести в табл. 2 протокола измерений.

5.3. Произвести опыт короткого замыкания, для чего замкнуть зажимы 2 и 2' проводником, и повторить все измерения п.4.2. Экспериментально определить модуль комплексного сопротивления . Опытные данные занести в табл. 2 протокола измерений.

5.4. Поменять местами входные 1 − 1′ и выходные 2 − 2′ зажимы. Выполнить опыты обратного холостого хода и короткого замыкания. Экспериментально определить модули комплексных сопротивлений и . Измеренные значения занести в табл. 2.

; .

5.5. Сравнить полученные значения , , , с полученными в п. 3.2. Проверить соотношение (25).

5.6. Собрать схему симметричного четырехполюсника по п. 4.3 (рис. 6). Опытным путем (из опытов ХХ и КЗ) определить сопротивления , , этого четырехполюсника, а по ним, используя (29) коэффициенты . Данные занести в табл.4. Сравнить их с расчетными значениями по табл.3.

5.7. Из миниблоков резисторов взять потенциометр - переменное сопротивление, подключить к нему мультиметр, включенный на измерение сопротивления - рис. 7. Установить по мультиметру сопротивление потенциометра равное характеристическому, рассчитанному в п. 4.3. Поключить его к зажимам 2 − 2′ рис. 6. Экспериментальным путем убедиться в правильности расчета (см. п. 2.4). Данные занести в табл.5.

5.8. Опытным путем определить для рассматриваемого в предыдущем пункте четырехполюсника его коэффициент передачи, используя (24), и сравнить полученное значение с расчетным в п. 4.3. Данные занести в табл. 5.

5.9. Протокол к лабораторной работе с измерениями измерений утвердить у преподавателя.

5.10. Выключить QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ и тумблеры СЕТЬ модуля ГЕНЕРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ и блока мультиметров.