лаб 2. Исследование линейного пассивного четырехполюсника цель работы Определить комплексные коэффициенты

• Название: Исследование линейного пассивного четырехполюсника цель работы Определить комплексные коэффициенты
• Дата: 22.11.2022
• Размер: 391.55 Kb.
• Имя файла: лаб 2.pdf
• Тип: Исследование; #806708

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО ПАССИВНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Цель работы Определить комплексные коэффициенты A, B, C, D, входящие в уравнения четырехполюсника, составленные по форме А, при питании четырехполюсника от источника синусоидального напряжения. Рассчитать нагрузочный режим работы четырехполюсника, воспользовавшись уравнениями составленными по форме А. Общие теоретические положения Четырехполюсником называется электрическая цепь, имеющая два входных и два выходных зажима. Различают активный и пассивный четырехполюсники. Одной из канонических форм уравнений связывающих входные и выходные токи и напряжения является система уравнений, составленных по форме А









2 2
1 2
2 1
I
D
U
C
I
I
B
U
A
U






(9.1) Система уравнений, составленных при перемене местами источника напряжения и приемника, называется формой В
2 1
1 2
1 1
U
DU
BI
I
CU
AI















(9.2) где
2 2
1 1
,
,
,
I
U
I
U




– комплексные входные и выходные токи и напряжения четырехполюсника
A, B, C, D – комплексные (в общем случае) коэффициенты, определяемые структурой схемы четырехполюсника, численными значениями параметров четырехполюсника, частотой подводимого напряжения. Данные коэффициенты связаны между собой соотношением
1

 BC
AD
(9.3) Коэффициенты A, B, C и D могут быть определены как теоретически, таки экспериментально. При любом способе соединения пассивных элементов, входящих в состав четырехполюсника, его структуру всегда можно преобразовать в одну из двухосновных схем замещения T – образную и П – образную по рис.

Рис. Схемы замещения пассивного четырехполюсника Т- образная (аи П - образная (б) Сопротивления Z
1
, Z
2
, Z
3
, Z
4
, Z
5
, Z
6
– в общем случае комплексные числа. Приведенные схемы взаимозаменяемы на основании известного преобразования треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду и обратно. Для Т- образной схемы замещения по риса взаимосвязь коэффициентов A, B, C и D с сопротивлениями Z
1
,Z
2
,Z
3
выразится
1 3
1
Z
A
Z

 ;
1 2
1 2
3
Z Z
B
Z
Z
Z




;
3 1
C
Z

;
2 3
1
Z
D
Z
 
(9.4) Для П – образной схемы (см. рис, б) эта взаимосвязь имеет вид
4 5
1
Z
A
Z

 ;
4
B
Z

;
4 5
6 5
6
Z
Z
Z
C
Z
Z




;
4 5
1
Z
D
Z
 
(9.5) При экспериментальном способе определения коэффициентов А, В, С,
D проводят любые три из четырех возможных опытов короткого замыкания и холостого хода со стороны входных и выходных зажимов четырехполюсника. Так, неизвестные комплексные коэффициенты можно найти, например, последующим формулам
)
(
1 1
2 1
1
K
X
K
K
X
Z
Z
Z
Z
Z
A




;
K
Z
A
B
2


;
X
Z
A
C
1

; В (9.6) при условии, что со стороны первичных зажимов реализованы опыты холостого хода и короткого замыкания, а со стороны вторичных – опыт короткого замыкания. Данные соотношения получены в результате преобразования и упрощения систем уравнений (9.1) и (9.2). Исследование режимов работы четырехполюсника и определение его комплексных коэффициентов A ,B, C и D производится на примере электрических схем, изображенных на риса г.

Рис. 9.2. Электрические схемы пассивных четырехполюсников
R3 - внутреннее активное сопротивление катушек индуктивности План работы
1. Произвести сборку схемы по Рис. 9.2 в соответствии с номером варианта из таблицы 9.1, вариант задается преподавателем.
2. Произвести опыт холостого хода, подключив источники ваттметр со стороны первичных зажимов (1-1). Во всех опытах в качестве источника используется генератор синусоидального напряжения. Рис. Электрическая схема подключения ваттметра
3. Измерить значение напряжения источника U
1X
и ток через него I
1X
, подключив соответствующие измерительные приборы, также измерить активную мощность P
1X
4. Произвести опыт короткого замыкания, подключив источники ваттметр со стороны первичных зажимов (1-1).
5. Измерить значение напряжения источника к и ток через него к,

подключив соответствующие измерительные приборы, также измерить активную мощность к. Произвести опыт короткого замыкания, подключив источники ваттметр со стороны вторичных зажимов (2-2).
7. Измерить значение напряжения источника к и ток через него к, подключив соответствующие измерительные приборы, также измерить активную мощность к. Задаваясь величиной Н в соответствии с номером варианта произвести опыт нагрузочного режима и измерить действующие значения I
1
,
U
2
, I
2
.
9. Измерить с помощью омметра внутреннее активное сопротивление
R
3
катушек индуктивности, используемых в опытах. Таблица 9.1 Параметры
№ варианта схемы
U
1
, В
f, Гц
R
1
, Ом
R
2
, Ом
C, мкФ
L, мГн н Ома. б
24 50 150 330 10
-
220 3
2.2.2. в
24 50 330 150
-
100 220 4
2.2.2. г
24 50 470 330
-
10 220 Задание по расчету
1. Для схемы по Рис. 9.2, в соответствии с номером варианта, рассчитать комплексные коэффициенты A ,B, C и D, воспользовавшись данными из таблицы 9.1 по формулам (9.4).
2. Рассчитать значения соответствующих комплексных сопротивлений по формулам
X
j
X
X
X
X
e
Z
I
U
Z
1 1
1 1
1





, где
X
X
I
U
Z
1 1
1

;
X
X
X
X
I
U
P
1 1
1 1
arccos


,
K
j
K
K
K
K
e
Z
I
U
Z
1 1
1 1
1





, где
K
K
K
I
U
Z
1 1
1

;
K
K
K
K
I
U
P
1 1
1 1
arccos


,
K
j
K
K
K
K
e
Z
I
U
Z
2 2
2 2
2





, где
K
K
K
I
U
Z
2 2
2

;
K
K
K
K
I
U
P
2 2
2 2
arccos


,
3. По характеру реактивного сопротивления правильно определить знак угла сдвига фазы используя найденные значения Z
1X
, Z
1K
, Z
2K
по формулам
(9.6), определить комплексные коэффициенты A ,B, C, D и проверить правильность найденных значений по формуле (9.3). Сравнить с коэффициентами, полученными в пункте 1.
4. Для заданных U
1
и Н, рассчитать действующие значения I
1
, U
2
, I
2
по уравнениям формы А. Сравнить значения электрических величин в нагрузочном режиме с измеренными.
5. Сделать выводы по работе