Класифікація чотириполюсників. Рівняння передачі чотириполюсників

Чотириполюсником називають складне електричне коло, що має чотири зовнішні затискачі, через які вона може взаємодіяти із зовнішніми колами.

Чотириполюсники класифікуються за різними ознаками. Вони можуть бути активними та пасивними, симетричними та несиметричними, лінійними та нелінійними, зворотними та не-зворотними, еквівалентними та нееквівалентними.

Активні чотириполюсники – це чотириполюсники, які мі-стять гілки з нескомпенсованими джерелами енергії, при цьому напруга на розімкнутих затискачах не дорівнює нулю.

Пасивні чотириполюсники або не містять джерел енергії, або, якщо вони є, то сумарна їх дія взаємно компенсується всередині чотирипо- люсника таким чином, що напруга на вхідних і вихідних затис-качах дорівнює нулю.

Якщо чотириполюсник симетричний, то зміна місць підк-лючення вхідних і вихідних затискачів не змінить струморозпо-ділу у зовнішньому колі.

У лінійних чотириполюсниках зв'язок між струмами і на-пругами має лінійну залежність. У таких чотириполюсниках не-лінійні елементи (ії вольт-амперні характеристики мають нелі-нійний характер) відсутні.

Зворотні чотириполюсники – це такі чотириполюсники, для яких виконується принцип взаємності (відношення напруги на вході до струму на виході не залежить від того, яка пара зати-скачів обрана як вхідні).

Еквівалентні чотириполюсники – це такі чотириполюсни-ки, при взаємній заміні яких вхідні та вихідні струми і напруги не змінюються. Чотириполюсники також класифікуються за схемами з'єднання вхідних у них елементів: Т, П, Г-подібні, мо-стові та ін.

 

3. Визначити ємність послідовного коливального контуру, резонансну частоту та смугу пропускання, якщо відомо,що характеристичний опір 1 кОм,L=0,25 мГн,R= 25 Ом.

Білет №15

1.Електричні фільтри, їх класифікація. Смуга пропускання та згасання. ФНЧ і ФВЧ. Смугові та інжекторні фільтри, схеми та характеристики.

2. Чотириполюсники. Знаходження характеристичного опору, постійної передачі. Узгоджене навантаження.

3. В ел. колі змінного струму має місце резонанс напруг. Визначити при якій частоті він виникає та силу струму в контурі, якщо: U= 60 B;L=150 мГн;C=60 мкФ;R=10 Ом.

 

 

1. Електричний фільтр- ел. Схема яка здатна виконувати селективну функ.для певного діапазону частот,тобто віділяе з ряду сигналів тільки необх. Сигнал 0.5-0.3 дБ а в другій смузі частот за межами прямої має більшу величину 30-70 дБ

I смуга -смуга пропускання

II смуга затримки

Частота зрізу- гранична частота між смугами пропускання та смуги затримки

Якість фільтра тим вища тим менше згасання в смузі пропускання(до частоти зрізу)

І чим більше згасань в смузі затримань

Класифікація ел. Фільтрів:

1)за діапазоном частот:

Фільтр нижніх часто(ФНЧ)- фільтр нижніх частот,які пропускають смугу частот від 0до даної частоти зрізу.

 

Фільтр високих частот- пропус. частоти від деякої частоти зрізу до нескінченної великої

 

2)Смугові фільтри які пропускають деяку смугу частот,що лежать між 2 частотами зрізу та не пропускають та не пропускають частоті нижче та вище.

3)

Ті,які пропускають струми всіх частот,що лежать у смузі між 2 частотами зрізу

 

5)За схемою ввімкнення:

Т-подіб. Г-подіб. П-подібні та мостові

6)За складом елемент. Бази:

R,L,C.

7)за типами елементів – реактивні,безіндук.(R.C)

2. Чотириполюсники- частина ел. кола або його проміжна ланка з двома парами виводів передачі енергії від генератора до споживача.

(Схема ввімкнення:Т-подіб, П-подіб, Г-подіб.)

Кола джерела підкл. До виводів 2.2,а навантаження до виводів 1.1 то прерд. Енергії або сигналу вібув. У зворотньому напрямку й наз.- зворотнім

Характеристичні опори-оппори які вибрані так що при підключенні до виводів 2.2. опори навантаження,вх.. опір з боку виводів 1.1 дорвнює характер.:

Zc1-вхідний характ. Опір

Zc2 – вихід. Характ. Опір

 

 

Стала передачі- універсальний параметр чотириполюсника,який враховує зміни початкової фази напруги та струму на виході чотириполюсника. g=a+jb- характ. Фаза стала,яка дорывнюэ рызницы фаз напруг ы струму при при узгодженні навантаження

 

3. В ел. колі змінного струму має місце резонанс напруг. Визначити при якій частоті він виникає та силу струму в контурі, якщо: U= 60 B;L=150 мГн;C=60 мкФ;R=10 Ом.

Білет №16

1. Поняття про трифазні кола. З`єднання фаз трифазного кола зіркою. Співвідношення між фазними та лінійними величинами.

2. Фільтри Баттерворта. Використання таблиць нормуючих коефіцієнтів для розрахунку фільтрів.

1. Конденсатор з С= 3 мкФ заряджений до напруги U=165 В розряджається на опір R=200 Ом. Знайти напругу на обкладках конденсатора і величину розрядного струму через t=0,3 с.

 

Трифазний струм виробляється у трифазному генераторі. Робочі обмотки трифазного генератора називають фазами генератора. Існує два способи об’єднання трьох фаз в одну трифазну систему: З’єднання зіркою і З’єднання трикутником. З’єднання зіркою – з’єднання при якому в кінці або початки фаз з’єднані в одну точку яка називається нульовою або нейтральною.

Iл=Iф; Uл=Uф*корень из трех.

P=^3UnIncosфи = 3UфUлcosфи

Q=^3 UлIлsinфи=3UфIфsinфи
S=^3 Uл Iл = 3Uф Iф

 

Фільтр Баттерворта–фільтр у якому при нульовій частоті робоче згасання дорівнює нулю, в смузі пропускання воно монотонно збільшується, на граничній частоті досягає 3 децибелам, а потім в смузі затримання монотонно зростає. Чим вищий порядок фільтра, тим крутіша характеристика в смузі затримання і тим менше згасання в смузі пропускання. .

Білет №17

1. Поняття про вільні коливання. Резонансна частота, добротність контуру, затухання.

2. Фільтри Чебишева і Золотарьова, переваги та недоліки.

3. Розрахувати коефіцієнт передачі k_U і k_l Т-подібного чотириполюсника з резисторами R₁=50 Ом,R₂=100 Ом,R₃=200 Ом навантажений узгоджено. Напруга і струм на виході U₂=42,5 і I₂ = 0,175 А.

Білет №17

1. Поняття про вільні коливання. Резонансна частота, добротність контуру, затухання.

Вільні коливання.

І механічні, і ел.магн. коливання, які відбуваються лише під дією внутрішніх сил, називають вільними.

Вільні електромагнітні коливання виникають під час розряджання конденсатора через котушку індуктивності. Найпростішою системою, в якій можуть виникнути вільні коливання є коливальний контур.

Рівняння, що описує вільні електромагнітні коливанняв контурi: (Не обязательно)

 

----- Резонансна частота – це певне значення, при наближенні частоти коливань до якого, можливий резонанс напруг - зростання амплітуди вимушених коливань до максимальної величини.

.

w_і - Резонансна частота сили струму, яка виявляється рівною власній частоті контура w_0.

2Пf₀ L=1/2Пf₀C => f=1/2П√LC

На резонансній частоті вхідний опір коливального контуру постійно зменшується, що відкриває шлях до приймання сигналів даної частоти.

 

Добротність контуру.

Конспект: Добротність коливального контуру – це величина, яка характеризує тривалість вільних коливань контура.

Q=Z_хв/R

 

Интернет: Добротність – це характеристика будь-якої коливальної системи, яка з*ясовує полосу резонанса та показує, у скільки разів запаси енергії у системі більші, ніж втрати енергії за один період коливань.

Добротність обернено-пропорційна швидкості затухання власних коливань в системі. Тобто, чим вища добротність коливальної системи, тим менші втрати енергії за кожен період і тим повільніше затухають коливання.

Загальна формула для добротності будь-якої коливальної системи:

,

де:

§ — резонансна частота коливань

§ — енергія, накопичена в коливальній системі

§ — розсіювана потужність

Для послідовного коливального контура в RLC колах, в яких всі три елемента включені послідовно:

Для паралельного контура, в якому індуктивність, ємність і опір включені паралельно:

 

----- Затухання

Конспект: Затухання – це величина, яка характеризує інтенсивність затухання коливань в контурі.

d=1/Q=R/ Z_хв

Интернет: Реальний коливальний контур завжди чинить певний опір електричному струмові. Тому частина наданої контуру енергії безперервно перетворюється у внутрішню енергію проводів. Це означає, що вільні електромагнітні коливання в контурі практично завжди є затухаючими. Чим більший опір контуру, тим швидше відбувається затухання. Якщо опір контуру дуже великий, коливання можуть і не виник­нути — конденсатор розрядиться, а перезаряджання його не відбудеться.

 

1. Фільтри Чебишева і Золотарьова, переваги й недоліки.

----- Фільтр Чебишева – це фільтр, згасання якого в смузі протікання має коливальний характер, а в смузі згасання – монотонно збільшується з крутизною більшою, ніж у фільтра Баттерворта того ж порядку.

Число екстремальних значень у фільтрі Чебишева дорівнює порядку фільтра.

----- Фільтр Баттерворта (На всякий случай) – це фільтр, у якому при нульовій частоті робоче згасання дорівнює нулю. В смузі пропускання воно моментально збільшується, на граничній частоті досягає 3дБ, а потім в смузі затримання монотонно зростає.

 

----- Фільтр Золотарьова – це фільтр, який в смузі пропускання має коливальний характер, а в смузі затримання – немонотонний, з характерними сплесками.

 

 

 

 

3. Розрахувати коефіцієнт передачі kU і kl Т-подібного чотириполюсника з резисторами R1=50 Ом,R2=100 Ом,R3=200 Ом навантажений узгоджено. Напруга і струм на виході U2=42,5 і I2 = 0,175 А.

 

 

 

Білет №18

1. Вплив і відгук в RL,RC колах Форми струмів в Rl,RC колах при впливі напруги прямокутної форми.

2. І та ІІ закон Кірхгофа.

3. Дано Т-подібний чотириполюсник з резисторами R1=50 Ом,R2=100 Ом,R3=200 Ом. Визначити характеристичні опори з боку вхідних і вихідних затискачів чотириполюсники.

 

1 –

2) 1 и 2 закони Кірхгофа

1 закон

А) Алгебраїчна сума струмів у вузлі дорівнює нулю. EI=0

Б) Алгебраїчна сума струмів що входять у вузол дорівнює алгебраїчній сумі струмів що виходять з вузла.

ЕІ вх. = ЕІ вих.

А) І1+І2-І3-І4+І5 = 0

Б) І2+І2+І5=І3+І4

 

2 закон:

Алгебраїчна сума ЕРС в замкнутому контурі дорівнює алгебраїчній сумі спадів напругна всіх опорах даного контуру.

ЕРС Е = ЕРС І * R

Білет №19

1. Поняття про коливання негармонійної форми. Ряд Фур`є.

2. Розрахунок кіл методом контурних струмів.

3. Задача на розрахунок змішаного з`єднання резисторів.

 

1. Поняття про коливання негармонійної форми. Ряд Фур`є.

 

 

2. Розрахунок кіл методом контурних струмів.