Характеристические параметры




 

При исследовании работы четырехполюсника в качестве различных устройств автоматики, телемеханики и связи удобно пользоваться характеристическими параметрами.

К характеристическим параметрам относятся: характеристические сопротивления и характеристическая постоянная передачи.

Характеристическое сопротивление - это такое сопротивление, при подключении которого в качестве нагрузки входное сопротивление четырехполюсника становится равным соответственно характеристическому сопротивлению.

Выразим сопротивление через сопротивления ХХ и КЗ:

Характеристическое сопротивление при прямой и обратной передаче равно, так как ЧП симметричный:

 

; (16)

.

Пусть , тогда:

 

Проведем контрольный расчет характеристического сопротивления на частоте w = 5000 рад/с.:


 

Остальные значения характеристического сопротивления приведены в таблице (3).

 

Таблица 3 - Зависимость характеристических сопротивлений от частоты

ω, рад/с f, Гц , Ом
     
  318.471
  796.178
   
   
   
   
11484,77  
   
   
   
   
18248,3  
   
   

 

Характеристическая постоянная передачи ()

Характеристическая постоянная передачи gC оценивает потери мощности в четырёхполюснике, не зависит от направления передачи энергии через четырёхполюсник.

Следовательно получаем:

Аналогичный результат даёт расчёт и через входные сопротивления холостого хода и короткого замыкания:

Обозначив:

 

,(21)  

 

получим

 

(22)  

 

и

 

(23)  

 

где

 

.(24)  

 

Подставив выражения и в формулу (21) и проведя некоторые математические преобразования, получим:

 

((25)  

 


Повторные параметры четырехполюсника

 

Повторным сопротивлением называется такое, при подключении которого в качестве нагрузки значение входного сопротивления ЧП становится равным значению нагрузочного. Следует отметить, что в симметричных четырехполюсниках повторные параметры совпадают с характеристическими.

Поскольку исследуемый ЧП - симметричный, повторное сопротивление при прямом и обратном направлении передачи одинаково и находится по формуле:

 

(27)

 

Повторная постоянная передачи характеризует соотношение между входными и выходными значениями тока, напряжения и мощности в режиме, при котором ЧП нагружен на соответствующее выбранному направлению передачи повторное сопротивление:

 

(28)

 

Проведём расчет на частоте w = 5000 рад/с., используя рассчитанные ранее A-параметры:

 


 

Рабочие параметры

 

Расчет входных сопротивлений

Входным сопротивлением четырёхполюсника называется то полное сопротивление четырёхполюсника переменному току, которое может быть измерено со стороны его входных зажимов при условии замыкания его выходных зажимов на заранее заданное сопротивление.

При прямом направлении передачи:

 

(29)  

 

При обратном направлении передачи:

 

.(30)  

 

Так как четырёхполюсник симметричный, то входные сопротивления при прямой и при обратной передаче совпадают и равны характеристическому сопротивлению.

Проведём расчет выражения (29) на частоте w = 5000 рад/с., используя рассчитанные ранее A-параметры и ZН = 1400 Ом:

 

 

Расчет сопротивлений передачи

Рассчитаем сопротивление передачи - это отношение входного сопротивления к выходному току.

При прямой передаче сопротивление рассчитывается по формуле:

 

(31)

 

При обратной передаче сопротивление рассчитывается по формуле (32).

 

(32)

 

Четырехполюсник симметричный, поэтому:

 

 

Проведём расчет на контрольной частоте w = 5000 рад/с.:

 

 

В ряде случаев при определении условий передачи энергии от входа к выходу четырёхполюсника требуется учитывать . Тогда используют приведённое сопротивление четырёхполюсника - отношение ЭДС генератора к току в нагрузке.

Для прямого направления передачи энергии приведенное сопротивление определяется по формуле:

 

(33)

 


Для обратного направления передачи энергии приведенное сопротивление определяется по формуле:

 

(34)

 

Так как четырёхполюсник симметричный, то приведенное сопротивление при прямой и при обратной передаче совпадают.

Проведём расчет на контрольной частоте w = 5000 рад/с.:

Для характеристики условий передачи мощности сигнала через ЧП используют логарифмическую меру рабочего коэффициента передачи по мощности четырехполюсника - рабочую постоянную передачи.

При прямом направлении передачи сигнала рабочая постоянная передачи будет вычисляться по следующей формуле:

 

; (35)

 

Произведем расчет рабочей постоянной передачи на контрольной частоте w = 5000 рад/с.:

Вносимая постоянная передачи:

 

; (36)

 

Подставляя в формулу (36) значения рабочих постоянных передачи получаем:


 


Заключение

 

В ходе выполнения данного курсового проекта были рассчитаны элементы двухполюсников, составляющих исследуемый четырехполюсник; были рассчитаны собственные, повторные и рабочие параметры исследуемого четырехполюсника. Приведены графики частотной зависимости сопротивлений двухполюсников, входящих в состав исследуемого четырехполюсника; графики частотной зависимости сопротивлений холостого хода и короткого замыкания; графики частотной зависимости характеристических сопротивлений, характеристического ослабления, характеристической фазовой постоянной. Произведен расчет элементов эквивалентного активного четырехполюсника. Экспериментально была проверена частотная зависимость постоянного затухания исследуемого четырехполюсника при прямом направлении передачи.

Выполнение данного курсового проекта способствовало закреплению теоретических знаний по разделам «Двухполюсники» и «Четырехполюсники» курса теории линейных электрических цепей и появлению практических навыков, необходимых при эксплуатации проектировании, разработке и усовершенствовании устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

 




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: