9. Четырехполюсники

9. ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ

9.1. Основные понятия и определения

При расчетах сложных электрических цепей нередко возникает необходимость установить связь между напряжениями на двух парах зажимов и токами от них отходящими. В этом случае токи и напряжения в остальных частях цепи интереса не представляют, хотя при решении задач учитываются параметры всей цепи.

Часть электрической цепи, имеющая две пары зажимов для присоединения к остальной части цепи, называется четырехполюсником и изображается на схеме, как показано на рис. 9.1. Зажимы, принадлежащие одной паре, называются входными и обычно служат для присоединения к источнику энергии (1, 1¢). Два других, к которым обычно подключается нагрузка, называются выходными (2, 2¢). Примеры: трансформатор, двухпроводная линия электропередачи, мостовая схема. На практике возможны и иные варианты подключения четырехполюсника.

Реальная схема соединений элементов, составляющих четырехполюсник, и их параметры могут быть и неизвестны. В этом случае пользуются некоторыми обобщенными величинами, достаточными для составления уравнений, связывающих напряжения и токи на зажимах четырехполюсника.

Если параметры четырехполюсника не зависят от режима работы, он называется линейным, в противном случае – нелинейным.

Если он не содержит источников электрической энергии, то именуется пассивным (П, рис. 9.2), если содержит, то активным (А, рис. 9.1).

Активные четырехполюсники в свою очередь делятся на автономные и неавтономные. У автономных существует напряжение хотя бы на одной паре зажимов даже при отключении четырехполюсника от остальной части цепи. У неавтономных в этом случае напряжение на разомкнутых зажимах отсутствует. Их внутренние источники являются зависимыми (пример – триод).

Если четырехполюсник удовлетворяет принципу взаимности, он называется обратимым, в противном случае – необратимым. Отметим, что пассивные линейные четырехполюсники всегда обратимы.

Если при перемене мест подключения входных и выходных зажимов четырехполюсника его режим работы не меняется, то такой четырехполюсник называется симметричным, в противном случае – несимметричным. В этом разделе (за исключением одного параграфа) рассматриваются линейные пассивные четырехполюсники в установившемся синусоидальном режиме. Поэтому все соотношения удобно записывать в комплексной форме.