Материал: ЭТ лаб2

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Радиотехника»

Дисциплина «Электротехника»

Отчет по лабораторной работе

«Исследование пассивных линейных четырехполюсников»

Выполнил: студент гр. Рбд-21 Зарипов Т.Р. Вариант 4

Проверил: преподаватель Прокофьев И.А.

Ульяновск

2020

1. Цель: Определить опытным путем А-параметры четырехполюсника.

2. Задачи: 1) Вычислить комплексные сопротивления Z10, Z1K, Z2O, Z2K и занести в таблицу.

2) Вычислить A-параметры четырехполюсника.

3) Проверить правильность расчета.

4) Воспользовавшись найденными значениями коэффициентов и выходными данными U2 и I2 из опыта, вычислить напряжение и ток на входе U1 и I1. Результат расчета сопоставить с экспериментальными данными. Следует учесть, что ток I2 опережает напряжение U2 при активно-емкостной схеме четырехполюсника и нагрузки.

5) Рассчитать параметры Т- и П-образных схем замещения через параметры четырехполюсника.

6) Сделать выводы по работе.

3. Схема стенда:

4. Таблица

№	Опыт	U1, В	I1, A	U2, В	I2, A	P, Вт	Z, Ом	φ, град
1	Прямое включение. ХХ	13	0,12	5,8	0	1,35	108,33	-30
2	Прямое включение. КЗ	13	0,1	0	0,05	1,27	130	-12,33
3	Обратное включение. ХХ	5,8	0	13	0,12	1,35	108,33	-30
4	Обратное включение. КЗ	0	0,46	13	0,1	1,26	130	-14,25
5	Прямое включение Zн	13	0,1	1,67	0,033	1,27	130	-12,33

5. Формулы:

6. Расчеты: 1) Из опыта холостого хода при прямом включении находим: Z1о = U1о/I1о = 13/0.12 = 108.333, Ом φ1о = arccos (P1о/U1о * I1о) = arccos (1,35/13 * 0.12) = 30.073° Z1о = Z1о * e^jp = 108.33 * e^-j30.073, Ом 2) Из опыта короткого замыкания при прямом включении находим: Z1к = U1к/I1к = 13/0.1 = 130, Ом φ1к = arccos (P1к/U1к * I1к) = arccos (1,27/13 * 0.1) = 12,333° Z1к = Z * e^jp = 130 * e^-j12,333, Ом 3) Из опыта холостого хода при обратном включении находим: Z2о = U2о/I2о = 13/0.12 = 108.333, Ом φ2о = arccos (P2о/U2о * I2о) = arccos (1,35/13 * 0.12) = 30.073° Z2о = Z * e^jp = 108.333 * e^-j30.073, Ом 4) Из опыта короткого замыкания при обратном включении находим: Z2к = U2к/I2к = 13/0.1 = 130, Ом φ2к = arccos (P2к/U2к * I2к) = arccos (1,26/13 * 0.1) = 14,25° Z2к = Z * e^jp = 130 * e^-j14,25, Ом При записи комплексного сопротивления учтено, что внутренняя схема четырехполюсника содержит конденсаторы, поэтому угол φ отрицательный. 5) Прямое включение: Zн = U1/I1 = 13/0.1 = 130, Ом - опыт прямой нагрузки. φн = arccos (P/U1 * I1) = arccos (1,27/13 * 0.1) = 12,333°

Проверка правильности выполненного расчета: Коэффициенты A, B, C, D являются в общем случае комплексными числами и связаны между собой соотношением: AD - BC = 1; Подставим полученные значения коэффициентов в соотношение и произведем вычисления:

Определение напряжения и тока на входе:

Знак “-” указывает на емкостный характер внутреннего сопротивления четырехполюсника. Между результатами расчета и данными эксперимента имеются незначительные расхождения, объясняемые погрешностью измерений и округлением чисел при выполнении расчета. Параметры Т и П-образных схем замещения четырехполюсника. Так как пассивный четырехполюсник характеризуется тремя независимыми коэффициентами, то его можно заменить трехэлементной эквивалентной схемой.

Основными эквивалентными схемами четырехполюсника являются Т-образная и П-образная схемы замещения, представленные на рисунках. Связь между параметрами этих схем и коэффициентами четырехполюсника выражается соотношениями:

Произведем вычисления: Вывод:

1. Четырехполюсником называется часть электрической цепи, имеющая два входных (1-1’) и два выходных (2-2’) зажима.

2. Основные уравнения четырехполюсника, связывающие напряжения и токи на выходе и входе при любой нагрузке, записываются в A-форме так: U1=A∗U2+B∗I2; I1=C∗U2+D∗I2.

Коэффициенты A, B, C и D в общем случае являются комплексными числами и связаны между собой соотношением A∗D−B∗C=1.

3. В ходе выполнения лабораторной работы были проведены опыты холостого хода и короткого замыкания четырехполюсника, а также была проверена его работа под нагрузкой.

По данным холостого хода и короткого замыкания прямого и обратного питания были найдены комплексы входных сопротивлений четырехполюсника Z10,Z1К,Z2К, а по ним вычислены коэффициенты A, B, C и D. Проверка выполнения основного соотношения A∗D−B∗C=1 подтверждена правильность выполненного расчета. Воспользовавшись найденными значениями коэффициентов и входными данными U2 и I2 из опыта, были вычислены напряжение и ток на входе U1 и I1 при подключении к выходу четырехполюсника нагрузки R=130 Ом. Полученные результаты расчета сопоставимы с данными опыта. Через параметры четырехполюсника были рассчитаны сопротивления Т-образной и П-образной схем замещения. В результате выполнения лабораторной работы было получено подтверждение основных положений теории четырехполюсников.