АКТИВНЫЙ И ПАССИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК активный двухполюсник А R

АКТИВНЫЙ И ПАССИВНЫЙ ДВУХПОЛЮСНИК активный двухполюсник А R 1 I 1 пассивный двухполюсник I 3 а П I 2 E R 2 R 3 b Любую схему можно представить в виде двухполюсников, соединенных последовательно.

Активный двухполюсник и режимы его работы Активный двухполюсник содержит внутри себя источники питания. А R 1 а I 1 схемное обозначение активного двухполюсника I 2 E R 2 Iн Uab а А Uab b b

1. Режим холостого хода Iн=0 а А Uab=Uхх Цепь нагрузки разомкнута. Напряжение на зажимах двухполюсника является напряжением холостого хода Uab=Uхх Ток нагрузки равен нулю Iн=0. b 2. Режим короткого замыкания Iн=Iкз А Цепь нагрузки замкнута. Напряжение на зажимах Uab=0 двухполюсника равно нулю Uab=0. Ток нагрузки является током короткого b замыкания Iн = Iкз. а

3. Рабочий режим Iн А а Uab=Uн Rн b Цепь нагрузки замкнута на сопротивление нагрузки. Напряжение на зажимах двухполюсника является напряжением на нагрузке Uab=Uн По цепи нагрузки протекает ток Iн.

Пассивный двухполюсник не содержит внутри себя источники питания. Iн=0 а П Uab=0 b

МЕТОД ЭКВИВАЛЕНТНОГО ГЕНЕРАТОРА (МЭГ) Часто требуется найти ток или напряжение только в одной ветви. В этом случае схему представляют в виде активного двухполюсника А относительно ветви с искомым током – эквивалентного генератора. А R 1 I 3 А а I 2 E I 3 а RГ R 2 R 3 b R 3 ЕГ b

Ток I 3 в рассматриваемой ветви не изменится, если в ветвь добавить два источника ЭДС, имеющих одинаковое значение ЕГ =Uхх и противоположное направление. I 3 А а а RГ R 3 ЕГ ЕГ =Uхх b b

по методу наложения I 3= I΄3+ I ˝ 3 I΄3=0 I 3 А I΄3=0 а А RГ ЕГ а RГ ЕГ =Uхх b R 3 ЕГ =Uхх b I˝ 3 П а R 3 RГ ЕГ =Uхх b

I΄3=0 а А RГ R 3 ЕГ ЕГ =Uхх b I˝ 3 П а R 3 RГ ЕГ =Uхх b

по методу наложения I 3= I΄3+ I ˝ 3 I΄3=0 Теорема об эквивалентном генераторе Ток в ветви, присоединенной к активному двухполюснику, не изменится, если активный двухполюсник заменить эквивалентным генератором с EГ = Uхх на зажимах разомкнутой ветви и внутренним сопротивлением RГ.

Порядок решения задач методом эквивалентного генератора 1. Представить схему в виде активного (А) и пассивного (П) двухполюсников, соединенных последовательно. В качестве пассивного двухполюсника принять ветвь с искомым током. 2. Определить напряжение на зажимах активного двухполюсника в режиме холостого хода Uхх. Оно направлено в ту же сторону, что и искомый ток. ЭДС эквивалентного генератора равна этому напряжению Eг = Uхх. 3. Рассчитать эквивалентное сопротивление активного двухполюсника относительно его зажимов Rг. Для этого сформировать схему для расчета сопротивлений, удалив из нее источники энергии, но сохранив их внутренние сопротивления. 4. Определить искомый ток по закону Ома:

Пример Определить ток I 3 методом эквивалентного генератора 12

Решение: Расчет U xx 13

14

Расчет Rг a RГ b 15

Расчет тока I 3 После определения искомого тока следует сделать проверку решения одним из известных методов.

Информационные цепи Условие передачи максимальной мощности нагрузки Iн А Ток нагрузки по методу эквивалентного генератора: а Eг Rн Rг b

Информационные цепи Условие передачи максимальной мощности нагрузки Iн А Ток нагрузки по методу эквивалентного генератора: а Eг Rн Rг b Мощность, выделяемая в нагрузке:

Максимальная мощность, выделяемая в нагрузке, определится из условия: Если в двухполюснике Rг=Rн , то в нагрузке выделяется максимальная мощность, а сам режим работы цепи называется согласованным.

При согласованном режиме работы ( - ток нагрузки по МЭГ: - мощность, выделяемая в нагрузке: ):

- мощность источника: - КПД: В режиме выделения максимальной мощности в нагрузке (при Rг=Rн ) КПД составляет 50%.

График зависимости мощности, выделяемой в нагрузке, от сопротивления нагрузки РН, Вт RН, Ом 0 Rг