Для расчета параметров
,
применим метод короткого замыкания,
при котором сопротивление нагрузки
, откуда
.
Рис. 2.2.1 - Входное сопротивление со стороны зажимов 1-1’
при коротком замыкании
Рис. 2.2.2 - Входное сопротивление со стороны зажимов 2-2’
при коротком замыкании
Из полученных ранее уравнений А-параметров для короткого замыкания (стр.9 1.2.5, 1.2.6)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-7.png)
При изменении направления передачи энергии через четырехполюсник коэффициенты
и
меняются местами
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-10.png)
2.3 Расчет параметров холостого хода и короткого замыкания непосредственно по схеме четырехполюсника
Рассчитаем параметры
,
,
,
непосредственно по схеме. Для расчета используем закон Ома (2.3.1)
| | (2.3.1) |
Составим уравнения параметров для каждого случая применения методов холостого хода и короткого замыкания.
Сопротивление холостого хода при разомкнутых зажимах 2-2’
определяется напряжением
на зажимах 1-1’ и током
протекающим во входном контуре четырехполюсника через последовательно соединенные сопротивления
и
(рис. 2.3.1).
Рис. 2.3.1 – Схема четырехполюсника при ![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-22.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-23.png)
Сопротивление холостого хода при разомкнутых зажимах 1-1’
определяется напряжением
на зажимах 2-2’ и током
протекающем в выходном контуре четырехполюсника через сопротивление
(рис. 2.3.2).
Рис. 2.3.2 – Схема четырехполюсника при
,
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-30.png)
Сопротивление короткого замыкания при закороченных зажимах 2-2’
определяется напряжением
на зажимах 1-1’ и током
протекающим в четырехполюснике через сопротивление
(рис. 2.3.3).
Рис. 2.3.3 – Схема четырехполюсника при ![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-yekvivalentnykh-soprotivleniy-374278-25.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-37.png)
Сопротивление короткого замыкания при закороченных зажимах 1-1’
определяется напряжением
на зажимах 1-1’ и током
протекающим в четырехполюснике через параллельно соединенные сопротивления сопротивление
и
(рис. 2.3.1)
Рис. 2.3.4 – Схема четырехполюсника при ![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-44.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-45.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-46.png)
Проверка
Параметры холостого хода и короткого замыкания выполнены верно, если выполняется условие (2.4.1):
| | (2.4.1) |
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-50.png)
Условие вы
полняется, параметры рассчитаны верно.
3. Определение вторичных параметров четырехполюсника (входное и выходное характеристическое сопротивление и постоянная передачи четырёхполюсника)
При передаче энергии через четырехполюсник стараются применять согласованный режим передачи, то есть входное сопротивление четырехполюсника
должно быть согласовано с сопротивлением генератора
, а сопротивление нагрузки
– с выходным сопротивлением четырехполюсника
.
и
– это такая пара сопротивлений для которых выполняются условия (3.1, 3.2)
| | (3.1) |
| | (3.2) |
То есть при включении сопротивления
на входные зажимы четырехполюсника, его выходное сопротивление будет равняться
(рис. 3.1), а при включении сопротивления
на выходные зажимы, входное сопротивление четырехполюсника будет равным
(рис. 3.2).
Рис. 3.1 - Четырёхполюсник с согласованной нагрузкой на входе.
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-64.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-65.png)
Р
ис. 3.2 - Четырёхполюсник с согласованной нагрузкой на выходе.
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-67.png)
Постоянная передачи четырехполюсника – мера передачи энергии через согласованный четырехполюсник, которая связывает токи и напряжения на входе и выходе, определяется из соотношений (3.1, 3.2):
| | (3.1) |
| | (3.2) |
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-70.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-71.png)
Ас = 0.801 Нп
Bc = 0.255 рад
Рассчитаем вторичные параметры четырехполюсника через параметры холостого хода
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-11.png)
,
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-12.png)
и короткого замыкания
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-1.png)
,
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-2.png)
и сверим с найденными:
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-76.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-77.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-78.png)
Ас = 0.801 Нп
Bc = 0.255 рад
Рассчитанные параметры полностью совпали.
4. Определить входное, выходное характеристические сопротивления и постоянную передачи двух каскадно-соединенных несогласованных четырехполюсников.
При каскадном несогласованном соединении четырехполюсников выходные зажимы одного четырехполюсника соединяются с входными зажимами другого четырехполюсника (рис. 4.1).
Рис. 4.1 - Каскадное несогласованное соединение четырехполюсников.
Тогда
и
.
Заменим каскадно соединенные четырехполюсники эквивалентным четырехполюсником (рис. 4.2):
Рис. 4.2 – Четырехполюсник эквивалентный каскадному несогласованному соединению четырехполюсников
Для расчета А-параметров эквивалентного четырехполюсника необходимо перемножить матрицы А-параметров заменяемых четырехполюсников (4.1).
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-84.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-85.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-86.png)
Проверим правильность расчета:
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-87.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-88.png)
Расчет произведен верно.
Из полученных А-параметров эквивалентного четырехполюсника рассчитаем характеристические сопротивления и постоянную передачу каскадно соединенных несогласованных четырехполюсников.
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-89.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-90.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-91.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-92.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-93.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-94.png)
АС =
Нп
BC =
рад
Рассчитаем параметры каскадно соединенных несогласованных четырехполюсников через параметры холостого хода
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-11.png)
,
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-12.png)
и короткого замыкания
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-1.png)
,
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-2.png)
и сверим с найденными:
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-101.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-102.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-103.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-104.png)
Проверим выполнение условия правильности расчета параметров холостого хода и короткого замыкания (стр.16 2.4.1):
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-105.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-106.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-107.png)
Условие выполняется
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-108.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-109.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-110.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-92.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-112.png)
АС =1.621 Нп
BC = 0.557 рад
Полученные результаты совпали при применении обеих методов расчета.
5
. Определить входное, выходное характеристические сопротивления и постоянную передачи двух каскадно-соединенных согласованных четырехполюсников
При каскадном согласованном соединении четырехполюсников выходные зажимы одного четырехполюсника соединяются с выходными зажимами другого четырехполюсника (рис. 5.1).
Рис. 5.1 – Каскадное согласованное соединение четырехполюсников
Так как четырехполюсники соединены согласовано, то
Текущий документ не содержит источников.алентный четырехполюсник является симметричным, значит
:
Постоянная передачи 2-х каскадно-согласованных четырехполюсников:
Ac = 1.602 Нп
Bc = 0.51 рад
6
. Рассчитать рабочую меру передачи четырехполюсника
Рабочая мера передачи характеризует потери энергии возникающие в реальном режиме работы четырехполюсника. Рабочая мера передачи рассчитывается как сумма потерь энергии на входе, на выходе, энергии теряемой при многократном отражении от входных и выходных зажимов и собственной постоянной передачи четырехполюсника (6.1)
| (6.1) |
Рассчитаем коэффициенты отражения на входе, и на выходе:
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-119.png)
0.587+0.188i
Применим уравнение расчета рабочей меры передачи четырехполюсника (6.1), с полученными коэффициентами отражения:
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-121.png)
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-122.png)
0.973+0.442i
Aр = 0.973 Нп = 8.45 дБ
Bр = 0.442 рад
Для проверки расчета найдем собственное рабочее ослабление четырехполюсника (6.2):
| | (6.2) |
![Расчет параметров короткого замыкания Расчет параметров короткого замыкания - student2.ru](/images/matematika/raschet-parametrov-korotkogo-zamykaniya-396994-127.png)
6.95+0.499 +1.391-0.393 =8.45
7.
Вывести формулы амплитудно-частотной (АЧХ) и