powered by CADENAS

Social Share

Amazon

Четырёхполюсник (6838 views - Electrical Engineering)

Четырёхпо́люсник — электрическая цепь, разновидность многополюсника, имеющая четыре точки подключения. Как правило, две точки являются входом, две другие — выходом.
Go to Article

Explanation by Hotspot Model

Youtube


    

Четырёхполюсник

Четырёхполюсник

Четырёхпо́люсник — электрическая цепь, разновидность многополюсника, имеющая четыре точки подключения[1]. Как правило, две точки являются входом, две другие — выходом.

Общие сведения

При анализе электрических цепей очень часто бывает удобным выделить фрагмент цепи, имеющий две пары зажимов. Поскольку электрические (электронные) цепи очень часто связаны с передачей энергии или обработкой и преобразованием информации, одну пару зажимов обычно называют «входными», а вторую — «выходными». На входные зажимы подаётся исходный сигнал, с выходных снимается преобразованный.

Такими четырёхполюсниками являются, например, трансформаторы, усилители, фильтры, стабилизаторы напряжения, телефонные линии, линии электропередачи и т. д.

Однако математическая теория четырёхполюсников не предполагает никаких предопределённых потоков энергии/информации в цепях, поэтому названия «входные» и «выходные» являются данью традиции и с этой оговоркой будут использоваться далее.

Состояния входных и выходных зажимов определяются четырьмя параметрами: напряжением и током во входной (U1, I1) и выходной (U2, I2) цепях. В этой системе параметров линейный четырёхполюсник описывается системой из двух линейных уравнений, причём два из четырёх параметров состояния являются исходными, а два других — определяемыми. Для нелинейных четырёхполюсников зависимость может носить более сложный характер. Например, выходные параметры через входные можно выразить системой

В дальнейшем будет использоваться запись системы уравнений в матричном виде, как наиболее удобная для восприятия.

Системы параметров

Линейный четырёхполюсник, не содержащий независимых источников (напряжения и/или тока), описывается четырьмя параметрами — два напряжения и два тока. Любые две величины из четырёх можно определить через оставшиеся две. Поскольку число сочетаний 2 из 4 — 6, используется одна из шести систем записи формальных параметров четырёхполюсника[2]:

  • A-форма U1=AU2+BI2; I1=CU2+DI2, где A, B, C, D — A-параметры, обобщенные[3] или комплексные[4] параметры.
  • Y-форма I1=Y11U1+Y12U2; I2=Y21U1+Y22U2, где Y11, Y12, Y21, Y22 — Y-параметры, или параметры проводимостей[5].
  • Z-форма U1=Z11I1+Z12I2; U2=Z21I1+Z22I2, где Z11, Z12, Z21, Z22 — Z-параметры, или параметры сопротивлений[5].
  • H-форма U1=h11I1+h12U2; I2=h21I1+h22U2, где h11, h12, h21, h22 — h-параметры, которые применяются при рассмотрении схем с транзисторами[3].
  • G-форма I1=G11U1+G12I2; U2=G21U1+G22I2, где G-это параметр который используется при рассмотрении ламповых схем.
  • B-форма U2=B11U1+B12I1; I2=B21U1+B22I1

Конкретная система выбирается из соображений удобства. Выбор зависит от того, какой параметр (напряжение или ток) является входным и какой — выходным сигналом для данного четырёхполюсника.

В указанных системах формальных параметров не могут быть учтены произвольные внутренние источники (например, постоянного тока), допускаются только управляемые генераторы тока и управляемые генераторы напряжения, которые управляются входными сигналами четырёхполюсника. Поэтому в качестве четырёхполюсников рассматриваются, как правило, эквивалентные схемы по переменному току.

Системы уравнений и эквивалентные схемы четырёхполюсников при использовании каждого типа параметров показаны в таблице.

Системы уравнений, эквивалентные схемы, измерение параметров

Тип Система уравнений Эквивалентная схема Измерение параметров

Преобразование параметров[править | править код]

















































































Преобразования схем[править | править код]

Rin, Rout — входное и выходное сопротивления; KI, KU — коэффициенты усиления по току и напряжению.

Схема













Разновидности четырёхполюсников[править | править код]

Симметричный четырёхполюсник — четырёхполюсник, у которого схема одинакова относительно его входных и выходных зажимов. Тогда для симметричного четырёхполюсника Z11 = Z22. Ещё: если при перемене местами источника и приемника энергии их токи не меняются, то такой четырёхполюсник называется симметричным.

Пассивный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, который не содержит источников энергии, либо содержит скомпенсированные источники энергии.

Активный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, который содержит нескомпенсированные источники энергии.

Обратимый четырёхполюсник — четырёхполюсник, у которого выполняется теорема обратимости, то есть передаточное сопротивление входных и выходных контуров не зависит от того, какая пара зажимов входная, а какая выходная: U1/I2=U2/I1

Частные случаи четырёхполюсников[править | править код]

Идеальный трансформатор[править | править код]

Идеальный трансформатор — это пассивный четырёхполюсник, описывающий формально модель трансформатора без учёта тока холостого хода и ферромагнитного сердечника. Математически это определяется системой уравнений, которая выглядит в H-форме (либо соответствующей ей матрицей):

Гиратор[править | править код]

Гиратор — пассивный четырёхполюсник без потерь, преобразующий входной ток — в выходное напряжение, а входное напряжение — в обратный по знаку (инвертированный) выходной ток (инвертор положительного сопротивления[6]). Математически это описывается системой, которая выглядит в Y-форме (либо соответствующей ей матрицей:

Т.о. гиратор не поглощает и не накапливает энергию, преобразуя комплексное сопротивление нагрузки в сопротивление с обратным знаком и модулем, равным обратному соотношению:

Нуллор[править | править код]

Нуллор  — четырехполюсник, аномальный элемент, у которого входные ток и напряжение равны нулю, а выходные ток и напряжение принимают любые, не связанные друг с другом значения[7]. Аномальные элементы используются в ряде случаев при анализе и синтезе электрических цепей.

См. также[править | править код]

Двухполюсник


КМОП-матрицаАнтеннаAtmel AVR ATtiny comparison chartЛавинный диодBack-illuminated sensorBinary clockБиполярный транзисторЗуммерЭлектрический конденсаторЦентральный процессорCircular connectorКомпактная люминесцентная лампаСистема охлаждения компьютераComputer fanConstant-current diodeКрокодил (зажим)Кварцевый генераторD-subDaly detectorСоставной транзисторDC-to-DC converterDIACДиодEdge connectorБалласт (электротехника)ПроводElectro-optic modulatorВторично-электронный умножительЭлектронные компонентыПолевой транзисторFloodlightЛюминесцентная лампаИгровой портДиод ГаннаГалогенная лампаHigh-voltage cableHoyer GuitarsФотоматрицаЛавинно-пролётный диодКатушка индуктивностиИнтегральная схемаJBLJST connectorЛазерный диодLCD televisionLED DisplayСветВыключатель бытовойСветокопировальный столСветодиодМикроконтроллерМикропроцессорОперационный усилительОптронPentium 4ПентодФотодиодPin-диодPin headerПотенциометр (резистор)Power electronicsПечатная платаПрограммируемый логический контроллерQFPЗапоминающее устройство с произвольным доступомRaspberry PiПульт дистанционного управленияReset buttonРезисторRyzenДиод ШотткиСемисегментный индикаторSilicon controlled rectifierКоаксиальный радиочастотный разъём#SMA-коннекторФотоэлементКлюч (электротехника)Индикатор фазыТетродТерморезисторThermoelectric coolingТиристорTransient-voltage-suppression diodeТранзисторСимисторТуннельный диодОднопереходный транзисторЭлектронная лампаВарикапVideo door-phoneЖидкостное охлаждениеСтабилитрон

This article uses material from the Wikipedia article "Четырёхполюсник", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Electrical Engineering

EPLAN, Aucotec, CAE, AutoCAD Electrical, IGE XAO, ElCAD, 2D drawings, 2D symbols, 3D content, 3D catalog, EPLAN Electric P8, Zuken E3, schematics, dataportal, data portal, wscad universe, electronic, ProPanel3D, .EDZ, eClass Advanced, eCl@ss Advanced