4.14. Четырехполюсники

4.14.1. Участок электрической цепи, который имеет два входных и два выходных полюса (зажима), называется четырехполюсником.

Четырехполюсники бывают активными (с источниками ЭДС внут­ри) и пассивными. В схеме пассивного четырехполюсника могут быть ЭДС, но они должны взаимно компенсироваться.

К активным четырехполюсникам относятся различные усилители, схемы, содержащие источники энергии, и т. п. Пассивными четырехпо­люсниками являются трансформаторы, линии электропередач, фильт­ры и др.

На схеме замещения четырехполюсник обозначается прямоугольни­ком. Активный четырехполюсник обозначается буквой А.

4.14.2. Четырехполюсник может быть симметричным, если при из­менении входных полюсов выходными режим работы внешних цепей не изменяется. В других случаях четырехполюсник является несиммет­ричным.

На рис. 4.26 приведен пассивный четырехполюсник. Различают вход­ное и выходное сопротивления четы­рехполюсника.

где — входное сопротивление;

— выходное сопротивление четырехполюсника.

Взаимные сопротивления опреде­ляются так:

Если взаимные сопротивления рав­ны, то пассивные четырехполюсники обратимы.

4.14.3. Любой пассивный четы­рехполюсник м ожет отвечать схе­мам замещения: Т-, П-, Г-образной (рис. 4.27). Можно доказать, что в каж­дой из приведенных схем между на­пряжением и током приемника и на­пряжением и током источника существует линейная зависимость.

4.14.4. Если рассмотреть Т-образ­ную схему, то по первому закону Кирх­гофа

а учитывая

можно получить зависимость

Напряжение на входе четырехполюсника по уравнению второго за­кона Кирхгофа

Если учесть зависимость для тока , то можно получить

Следовательно, входные и выходные величины связаны линейно в ос­новных уравнениях четырехполюсника:

где — коэффициенты четырехполюсника, которые определяются таким образом:

Всегда справедливо соотношение коэффициентов

4.14.5. Коэффициенты четырехполюсника можно определять экспе­риментальным путем по исследованиям холостого (нерабочего) хода и короткого замыкания.

В опыте холостого хода . В этом случае уравнения четырехполюсника имеют такой вид:

При коротком замыкании _; а уравнения

Коэффициенты четырехполюсника имеют смысл:

— величина, обратная коэффициенту усиления по напря­жению;

— величина, обратная коэффициенту усиления по току;

— передаточное сопротивление при замкнутых выходных зажимах;

— передаточная проводимость при разомкнутых выход­ных зажимах.

5. Трехфазные электрические цепи

5.1. Основные положения

5.1.1. С целью сохранения электрической энергии во время транс­портирования и эффективности ее использования в технике ряд цепей с независимыми источниками питания объединяют в одну систему. Ши­роко используются трехфазные и шестифазные цепи.

Трехфазную систему впервые разработал и внедрил в конце в. М.О. Доливо-Добровольский. Источником энергии в трехфазных системах являются три обмотки генератора. Обмотки укладываются таким образом, что они индуцируют переменные ЭДС, сдвинутые на треть периода.

5.1.2. Трехфазная электрическая цепь — это совокупность трех электрических цепей, имеющих синусоидальную ЭДС одинаковой ам­плитуды и частоты. ЭДС сдвинуты по фазе на одну треть периода. Эти ЭДС генерируются в одном (обычно машинном) источнике питания.

Фазами называют независимые электрические цепи с независимы­ми источниками питания, которые объединяются в одну систему.

Фазами также называются независимые источники питания каждой цепи, которые объединяются.

Фазами, кроме того, называются приемники электрической энергии в каждой цепи, которые объединяются.

По определению трехфазной системы мгновенные значения фазных ЭДС:

Фазы источников обозначаются буква­ми а фазы приемников На рис. 5.1 приведена векторная диаграмма ЭДС.

Трехфазная система, имеющая одина­ковые условия во всех фазах (комплекс­ные сопротивления и амплитуды ЭДС рав­ны), называется симметричной.