Основные теоретические положения. Активным двухполюсником называется такой двухполюс­ник, который содержит не скомпенсированные источники электрической энергии

Активным двухполюсником называется такой двухполюс­ник, который содержит не скомпенсированные источники электрической энергии. Пассивный двухполюсник — двухпо­люсник, не содержащий источников энергии или содержащий скомпенсированные источники энергии так, что напряжение на разомкнутых его зажимах равно нулю.

В исследуемой электрической цепи (рис. 4.1) мощность на­грузки Рн равна разности сумм мощностей, источников и сумм мощностей потерь во всех ветвях активного двухпо­люсника :

К. п. д. активного двухполюсника равен отношению мощ­ности нагрузки к сумме мощностей источников:

.

Замена активного двухполюсника эквивалентным генера­тором позволяет упростить расчеты режимов работы нагруз­ки. Э. д. с. эквивалентного генератора Еэ (рис. 4.2) равна на­пряжению на разомкнутых зажимах активного двухполюсни­ка в режиме холостого хода Uавx.х. (см. рис. 4.1)

.

Внутреннее сопротивление эквивалентного генератора R_0Э (см. рис. 4.2) равно входному сопротивлению пассивного двухполюсника, который получается из активного двухполюс­ника (см. рис. 4.1) после исключения из него всех источни­ков энергии. Внутренние сопротивления источников энергии должны быть при этом оставлены на своих местах:

Значения напряжения U_abxx и сопротивления R_вхab можно определить экспериментальным путем по режимам хо­лостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.) активного двухполюсника (см. рис. 4.1). Напряжение измеряется при размыкании (режиме х.х.) ветви нагрузки (R_н = ∞). При полностью выведенном сопротивлении нагрузки (режим к. з, R_н = 0) измеряется ток короткого замыкания в ветви на­грузки I_кз. Входное сопротивление равно отношению этих двух величин:

В получившейся эквивалентной схеме (см. рис. 4.2) ток в нагрузке:

мощность нагрузки:

мощность, развиваемая источником (эквивалентным генера­тором):

.

К. п. д. эквивалентного генератора равен:

Выбор сопротивления нагрузки равного внутреннему сопротивлению генератора называется согласованием нагрузки и генератора. В режиме согласования мощность нагрузки имеет максимальное значение:

но к. п. д. передачи энергии составляет при этом только .