Системы уравнений линейных четырёхполюсников. Формы представления

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Системы уравнений линейных четырёхполюсников. Формы представления.

Форма B-параметров

Форма Y-параметров

Форма Z-параметров

Форма A-параметров

Форма H-параметров

Форма G-параметров

Характеристические параметры четырехполюсника.

1) Характеристические сопротивления

;

2) Характеристическая постоянная передачи

Входное сопротивление четырехполюсника

Каскадное соединение четырехполюсников - соединение, при котором выход предыдущего четырехполюсника соединяется со входом последующего.

Электрические фильтры. Определение электрического фильтра.

Что такое полоса пропускания и полоса затухания фильтра?

Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.

Полоса пропускания (прозрачности) - диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием)

Полоса затухания (задерживания) - диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием.

Частота́ сре́за (отсе́чки) — частота, выше или ниже которой мощность выходного сигнала электронной схемы уменьшается вполовинуот мощности в полосе пропускания.

По каким признакам могут быть классифицированы электрические фильтры?

По конструктивным особенностям:

¨ Г-образные;

¨ Т-образные;

¨ П-образные;

¨ мостовые;

¨ типа «k»;

¨ типа «m»

С точки зрения частотных свойств:

¨ нижних частот (ФНЧ);

¨ верхних частот (ФВЧ);

¨ полосовые (ПФ);

¨ заграждающие (ЗФ).

С точки зрения элементной базы:

¨ реактивные, состоящие только из L-, С-элементов;

¨ безиндуктивные, состоящие из R-, C-элементов;

¨ пьезоэлектрические

Назначение и типы фильтров. Низкочастотные, высокочастотные, полосовые и заграждающие.

Фильтры НЧ фильтры, пропускающие в нагрузку лишь низкие частоты, начиная с до Полоса затухания их находится в интервале от до

Фильтры ВЧ - фильтры, пропускающие в нагрузку лишь высокие частоты, начиная с до Полоса затухания их находится в интервале от 0 до

Полосовые фильтры - фильтры, пропускающие в нагрузку лишь узкую полосу частот от до Слева от и справа от находятся полосы затухания.

Заграждающие фильтры - фильтры, в которых полоса пропускания как бы разрезана на две части полосой затухания. Слева от частоты и справа от находятся две части полосы пропускания.

Фильтр как четырёхполюсник. Передаточная функция фильтра. АЧХ и ФЧХ фильтров. Как по виду АЧХ и ФЧХ определить, удовлетворяет ли спроектированный фильтр заданным частотным свойствам?

Закон полного тока.

По магнитным свойствам вещества делятся на три группы:

1. Диамагнетики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. Например, германий, кремний, висмут.

2. Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Например, вольфрам, алюминий, литий.

3. Ферромагнетики — вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, температуры. Например, трансформаторная сталь, никель, сендаст.

Намагни́ченность — векторная физическая величина, характеризующая магнитное состояние вещества. Определяется по формуле:

; где т – магнитный момент единицы объема вещества, V – объем вещества.

Закон полного тока

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру в любой среде равна векторной сумме токов, охватываемых этим контуром

Явление магнитного гистерезиса. Петля магнитного гистерезиса. Остаточная магнитная индукция. Коэрцитивная сила. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы.

Магнитные цепи, основные понятия.

Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряжённости магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца. Заключается в том, что ферромагнетик, при помещении его в магнитное поле, намагничивается, в результате чего выделяется тепло.

Магнитные цепи

Всякий электромагнит состоит из стального сердечника – магнитопровода и намотанной на него катушки с витками изолированной проволоки, по которой проходит электрический ток. Совокупность нескольких участков: ферромагнитных (сталь) и неферромагнитных (воздух), по которым замыкаются линии магнитного потока, составляют магнитную цепь.

Магнитная цепь с постоянной МДС (прямая задача)

Задано:

1) геометрические размеры магнитной цепи;

2) характеристика B = f(H) (кривая намагничивания) ферромагнитных материалов, из которых выполнена магнитная цепь;

3) магнитный поток Ф, который надо создать в магнитной цепи.

Требуется найти намагничивающую силу обмотки F = IW.

Магнитная цепь с постоянной МДС (обратная задача)

Задано:

Геометрические размеры магнитной цепи;
Характеристики ферромагнитных материалов;
Намагничивающая сила обмотки F.

Требуется определить магнитный поток Ф.

Вихревые токи.

Потери в сердечнике Р_В увеличиваются при повышении частоты питающего напряжения. Переменный магнитный поток Ф наводит в стальном сердечнике вихревые токи (токи Фуко). Эти токи вызывают нагрев стали, снижая тем самым КПД и ограничивая нагрузочную способность электромагнитных устройств.

P_в = k_в f² B_m² d² / ρ,

где k_в – коэффициент, определяемый экспериментально; f – частота перемагничивания стали; B_m – максимальная магнитная индукция; d – толщина листа электротехнической стали сердечника; ρ – удельное сопротивление материала сердечника.

Потери на гистерезис.

P_г = k_г f B_m² G,

где k_г – постоянный коэффициент; G – вес сердечника в килограммах.

Назначение, устройство и принцип работы однофазного трансформатора.

Трансформатором называют устройство, имеющее две или большее число обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока. Трансформаторы имеют высокий КПД — свыше 99 %.

Схематическое устройство трансформатора. 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока.

Паспортные данные

1. Номинальная мощность

2. Номинальное напряжение

3. Номинальный ток трансформатора

4. Частота питающего напряжения

5. Напряжение кроткого замыкания, выраженное в процентах по отношению к номинальному напряжению первичной обмотки

6. Режим работы (продолжительный или кратковременный)

7. Масса

Потери в трансформаторах

Степень потерь (и снижения КПД) в трансформаторе зависит от качества, конструкции и материала сердечника. Потери в стали обусловлены потерями на нагрев сердечника, на гистерезис и вихревые токи.

Опыт холостого хода

В опыте холостого хода (рис. 1) вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а к первичной подводится номинальное напряжение U_1н = U₁₀.

Измерив ток холостого хода I₁₀ и мощность P₁₀, потребляемую трансформатором, находим

где: Z_{вх х} – входное сопротивление трансформатора при опыте холостого хода.

Опыт короткого замыкания

Вторичную обмотку замыкают накоротко сопротивление Z_н = 0), а к первичной подводят пониженное напряжение (см. рис.1.12) такого значения, при котором по обмоткам проходит номинальный ток I_ном.

Ввиду малости U_к пренебрегают магнитными потерями в стали и током холостого хода. При этом из общей схемы замещения трансформатора исключают сопротивления R₀ и X₀ и преобразуют ее в схему, показанную на (рис 1.13, а). Параметры этой схемы определяют из следующих соотношений:

Паспортные данные асинхронного двигателя.

тип двигателя (например, АОЛ 22-4 или АИР71А4)
наименование страны и завода-изготовителя
год выпуска
номинальная полезная мощность на валу
номинальный напряжение (ток)
схема соединения обмоток (Y/∆)
коэффициент мощности
номинальная частота вращения (об/мин)
КПД
режим работы (например, S1)

Принцип работы.

Неподвижная обмотка – статор, подвижная обмотка – ротор. По обмотке статора, включенной в трехфазную цепь, протекает ток, создающий вращающее магнитное поле. Магнитные силовые линии вращающегося поля статора пересекают стержни обмотки ротора и индуктируют в них электродвижущую силу (ЭДС). Под действием этой ЭДС в замкнутых накоротко стержнях ротора протекает ток. Вокруг стержней возникают магнитные потоки, создающие общее магнитное поле ротора, которое, взаимодействуя с вращающим магнитным полем статора, создает усилие, заставляющее ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой статора. Этот показатель характеризуется скольжением S и находиться для большинства двигателей в пределах от 2 до 10%.

Основные уравнения

Частота вращения магнитного поля двигателя:

; где - частота подводимого напряжения, - числа пар полюсов

Что такое скольжение асинхронного двигателя?

Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменного тока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.

где - скорость вращения ротора асинхронного двигателя

- скорость вращения магнитного потока, называется синхронной скоростью (частотой вращения) двигателя.

Как оно (скольжение) влияет на работу двигателя, нагрузочную характеристику.

При увеличении нагрузки на валу электродвигателя, обусловленной возрастанием момента сопротивления, частота вращения ротора уменьшается, а скольжение его возрастает. Это вызывает увеличение ЭДС ротора , а следовательно, токов ротора и статора асинхронного двигателя. При этом мощность , потребляемая из сети, также возрастает.