Основные определения и классификация четырёхполюсников. Комплексная ЭДС источника напряжения. Уравнения передачи и внутренние параметры четырехполюсников

Лекция № 3

Основные определения и классификация четырёхполюсников

Четырехполюсником (ЧП) называют электрическую цепь (или ее часть), имеющую две пары зажимов для подключения к источнику и приемнику электрической энергии. Иногда используют понятие проходного четырехполюсника – многополюсник с двумя сторонами (-полюсник).

Входные зажимы – зажимы, к которым подключается источник электрической энергии.

Выходные зажимы – зажимы, к которым подключается приемник электрической энергии.

ЧП изображают в следующем виде:

 – комплексная ЭДС источника напряжения (генератора),

 – комплексное напряжение на генераторе,

,  – комплексные сопротивления генератора и нагрузки,

,  – комплексы напряжения и тока на входе четырёхполюсника,

,  – комплексы напряжения и тока на выходе четырёхполюсника,

 – комплексное входное сопротивление четырехполюсника.

Четырёхполюсник называется линейным, если он содержит только линейные элементы цепи. Четырёхполюсник называется активным, если он содержит внутри источники электрической энергии. Необходимо, чтобы действия этих источников (как правило, независимых) не компенсировались взаимно внутри четырёхполюсника, т.е. после отсоединения такого четырёхполюсника от остальной части цепи на его разомкнутых зажимах присутствует напряжение.  Такой активный четырёхполюсник называется автономным. В случае, когда источники внутри четырехполюсника являются зависимыми (ИНУН, ИНУТ и т.д.), после отсоединения четырёхполюсника от остальной части цепи напряжение на его разомкнутых зажимах не обнаруживается. Такой активный четырёхполюсник называется неавтономным.

Четырёхполюсник является симметричным в том случае, когда перемена местами его входных и выходных зажимов не изменят токов и напряжений в цепи, с которой он соединён. В противном случае четырёхполюсник является несимметричным.

Четырехполюсник называется обратимым, если выполняется теорема обратимости (взаимности), т.е. отношение напряжения на входе к току на выходе не меняется при перемене местами зажимов. В противном случае четырёхполюсник называется необратимым. Следует отметить, что пассивные линейные четырёхполюсники, симметричные четырёхполюсники являются всегда обратимыми.

Четырёхполюсники называются уравновешенными, если они имеют горизонтальную ось симметрии и используются, когда необходимо сделать зажимы симметричными относительно какой либо точки (например, земли).

В зависимости от структуры различают следующие четырёхполюсники:

Уравнения передачи и внутренние параметры четырехполюсников

Основной задачей теории четырёхполюсников является установление соотношений между четырьмя величинами: напряжениями на входе и выходе, а также токами, протекающими через входные и выходные зажимы.

Уравнения передачи ЧП – уравнения, дающие зависимость между входными и выходными напряжениями и токами. Параметры ЧП – величины, связывающие в уравнениях передачи напряжения и токи. У каждого из параметров есть определённый физический смысл.

Теория четырёхполюсников позволяет решить обратную задачу: