Общие сведения. Четырёхполюсником называется любая электрическая цепь, имеющая два входных и два выходных зажима (рис.13.1)

Четырёхполюсником называется любая электрическая цепь, имеющая два входных и два выходных зажима (рис.13.1). Буква П внутри обозначения четырёхполюсника обозначает, что он пассивный (без источников энергии). Четырёхполюсник описывается двумя уравнениями, связывающими входные и выходные токи и напряжения. Одна из форм записи уравнений пассивного четырёхполюсника называется формой А. При прямом питании (рис.12.1а) она имеет вид:

Коэффициенты A, B, C, D или параметры четырёхполюсника в цепи синусоидального тока являются комплексными числами. В линейной цепи, подчиняющейся принципу взаимности, эти коэффициенты связаны соотношением:

AD – BC = 1.

Значит, независимыми являются только три параметра из этих четырёх.

При обратном питании (рис.13.1б) уравнения четырёхполюсника приобретают вид:

В них коэффициенты А и D поменялись местами. Следовательно, в симметричном четырёхполюснике A = D.

Для того чтобы определить параметры четырёхполюсника опытным путём, проделывают четыре опыта: холостой ход (хх) и короткое замыкание (кз) при прямом питании, а также холостой ход (охх) и короткое замыкание (окз) при обратном питании. В каждом из этих опытов измеряют напряжение, ток и мощность. Измерение мощности нужно для определения угла сдвига фаз из формулы: P = UI cos j. Поэтому, вместо мощности можно измерять непосредственно угол j,если есть фазометр.

По опытным данным рассчитывают входные комплексные сопротивления четырёхполюсника в каждом из этих режимов: Z _1X и Z _1K – при прямом питании, Z _2X и Z _2K – при обратном питании..

Из уравнений четырёхполюсника при прямом и обратном питании следует, что:

Любые три уравнения из этих четырёх совместно с уравнением AD – BC = 1 позволяют определить параметры A, B, C, D по известным из опыта Z _1X , Z _1K, Z _2X и Z _2K. В частности, из них можно получить выражения, приведённые в табл. 13.1.

При выполнении данной работы на компьютеризованном лабораторном стенде, виртуальные приборы позволяют непосредственно «измерять» комплексные входные сопротивления схемы (фактически компьютер их вычисляет по измеренным токам, напряжениям и мощностям).

В качестве четырёхполюсника можно использовать миниблок «Фильтр напряжения обратной последовательности», трансформатор, магнитную цепь или любую другую цепь, собранную из имеющихся сопротивлений, катушек индуктивности и конденсаторов, входные токи, напряжения и мощности в которой доступны для измерения имеющимися в стенде приборами.