Чотириполюсник

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Схематичне зображення чотириполюсника з позначення вхідних і вихідних параметрів

Чотирипо́люсник — електрична схема з чотирма виводами, на два з яких подається вхідний сигнал, а з двох інших знімається вихідний сигнал.

Прикладом чотириполюсника є підсилювач, і будь-який прилад зі входом та виходом, призначений для передачі й переробки сигналів. Окремі функціональні блоки в радіотехнічних чи електронних схемах теж є чотириполюсниками.

Сигнал, що подається на вхід чотириполюсника можна охарактеризувати вхідним струмом  I_1 і напругою  V_1 , а сигнал на виході характеризується вихідними струмом  I_2 i напругою  V_2 .

Чотириполюсники можуть мати у своєму складі як лінійні, так і нелінійні елементи.

Для чотириполюсника з лінійними елементами існує лінійний взаємозв'язок між вхідними і вихідними величинами.

Характеристики[ред.ред. код]

Зв'язок між вхідними й вихідними сигналами можна подати у вигляді шести матричних залежностей, коефіцієнти яких є характеристиками чотириполюсника. Режим короткого замикання і холостий хід (як на вході, так і на виході) використовуються для експериментального визначення параметрів чотириполюсника. При цьому схема чотириполюсника може бути як завгодно складною або взагалі невідомою.

z-параметри[ред.ред. код]

 \left[ \begin{array}{c} V_1 \\ V_2 \end{array} \right] = \left[ \begin{array}{cc} z_{11} & z_{12} \\ z_{21} & z_{22} \end{array} \right] \left[ \begin{array}{c}I_1 \\ I_2 \end{array} \right] .
z_{11} = {V_1 \over I_1 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad z_{12} = {V_1 \over I_2 } \bigg|_{I_1 = 0}
z_{21} = {V_2 \over I_1 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad z_{22} = {V_2 \over I_2 } \bigg|_{I_1 = 0}

Усі коефіцієнти z_{ij}  — мають розмірність опору, тобто вимірюються в системі СІ в омах.

y-параметри[ред.ред. код]

y-параметри використовуються тоді, коли або вихід, або вхід чотириполюсника замкнений накоротко, і відповідне падіння напруги дорівнює нулю

 \left[ \begin{array}{c} I_1 \\ I_2 \end{array} \right] = \left[ \begin{array}{cc} y_{11} & y_{12} \\ y_{21} & y_{22} \end{array} \right] \left[ \begin{array}{c}V_1 \\ V_2 \end{array} \right] .

де

y_{11} = {I_1 \over V_1 } \bigg|_{V_2 = 0} \qquad y_{12} = {I_1 \over V_2 } \bigg|_{V_1 = 0}
y_{21} = {I_2 \over V_1 } \bigg|_{V_2 = 0} \qquad y_{22} = {I_2 \over V_2 } \bigg|_{V_1 = 0}

h-параметри[ред.ред. код]

h-параметри використовують для опису транзисторів у режимі малого сигналу.

 {V_1 \choose I_2} = \begin{pmatrix} h_{11} & h_{12} \\ h_{21} & h_{22} \end{pmatrix}{I_1 \choose V_2} .

де

h_{11} = {V_1 \over I_1 } \bigg|_{V_2 = 0} \qquad h_{12} = {V_1 \over V_2 } \bigg|_{I_1 = 0}
h_{21} = {I_2 \over I_1 } \bigg|_{V_2 = 0} \qquad h_{22} = {I_2 \over V_2 } \bigg|_{I_1 = 0}

g-параметри[ред.ред. код]

 {I_1 \choose V_2} = \begin{pmatrix} g_{11} & g_{12} \\ g_{21} & g_{22} \end{pmatrix}{V_1 \choose I_2} .

де

g_{11} = {I_1 \over V_1 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad g_{12} = {I_1 \over I_2 } \bigg|_{V_1 = 0}
g_{21} = {V_2 \over V_1 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad g_{22} = {V_2 \over I_2 } \bigg|_{V_1 = 0}

а-параметри[ред.ред. код]

 \left[ \begin{array}{c} U_1 \\ I_1 \end{array} \right] = \left[ \begin{array}{cc} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{array} \right] \left[ \begin{array}{c}U_2 \\ I_2 \end{array} \right] .

де

a_{11} = {U_1 \over U_2 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad a_{12} = {U_1 \over I_2 } \bigg|_{U_2 = 0}
a_{21} = {I_1 \over U_2 } \bigg|_{I_2 = 0} \qquad a_{22} = {I_1 \over I_2 } \bigg|_{U_2 = 0}


z-, y-, а-, h-, g-параметри зв'язані між собою, і використання того чи іншого з них залежить від зручності для кожного конкретного чотириполюсника. Очевидно, що для гармонічних коливань значення параметрів можуть бути комплексними. Значення їх модулів визначається відношенням діючих значень відповідних струмів чи напруг, а аргументів — величиною зсуву фаз між ними. Використовуючи значення а-параметрів, легко можна визначити такі важливі характеристики чотириполюсника, як коефіцієнт передачі по струму та напрузі, вхідний та вихідний опори.

Еквівалентна схема чотириполюсника[ред.ред. код]

Еквівалентні схеми чотириполюсника

Електрична схема реального чотириполюсника може бути складною, не всі номінали схеми можуть бути відомими, крім того, вони можуть бути недоступними для вимірювань. Тому важливою є задача заміни реального чотириполюсника еквівалентною схемою. Еквівалентною схемою чотириполюсника називають таку схему, якою можна замінити реальний чотириполюсник, при чому значення струмів і напруг на вхідних та вихідних полюсах після заміни не змінюється. Звичайно схеми заміщення вибирають таким чином, щоб кількість двополюсників, з яких складається схема заміщення, була мінімальною. Найпоширенішими є Т і П-подібні схеми заміщення. Схеми заміщення є рівноправними і вибираються, виходячи з того, яка з них краще відображає фізичну природу зміщуваного чотириполюсника. Якщо реальний чотириполюсник пасивний, тоді еквівалентні схеми заміщення спрощуються (E=J=0).

Література[ред.ред. код]

1. Атабеков Г.И., ОТЦ (Основы теории цепей), 1968.

Посилання[ред.ред. код]

http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/osnovi_teorii_cepey/osnov_4.htm

Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.