|
Метод эквивалентного генератора
Метод эквивалентного генератора позволяет произвести частичный анализ
электрической цепи. Например, определить ток в какой-либо одной ветви
сложной электрической цепи и исследовать поведение этой ветви при изменении
ее сопротивления. Сущность метода заключается в том, что по отношению к
исследуемой ветви a m b (рис.2, а) сложная цепь заменяется активным
двухполюсником А, схема замещения которого представляется эквивалентным
источником (эквивалентным генератором) с ЭДС E
э
и внутренним
сопротивлением r
0э
, нагрузкой для которого является сопротивление R ветви a m
b. [1]
Если известны ЭДС и сопротивление эквивалентного генератора, то ток I в ветви
a m b определяется по закону Ома:
. (13)
Покажем, что параметры эквивалентного генератора E
э
и r
0э
можно
определить соответственно по режимам холостого хода и короткого замыкания
активного двухполюсника. [2]
В исследуемую схему (рис. 2, а) введем два источника, ЭДС которых E
1
и E
э
равны и направлены в разные стороны (рис.2, б). При этом величина тока I в
ветви a m b не изменится. Ток I можно определить как разность двух токов
580
I = I
э
- I
1
, где I
1
– ток, вызванный всеми источниками двухполюсника А и ЭДС E
1
(рис. 2, в); I
э
– ток, вызванный только ЭДС E
э
(рис. 2, г).
Если выбрать ЭДС E
1
такой величины, чтобы получить в схеме (рис.2, в) ток
I
1
=0, то ток I будет равен (рис. 2, г)
, (14)
где r
0э
– эквивалентное сопротивление двухполюсника А относительно
выводов а и b.
Так как при I
1
= 0 (рис. 2, в) активный двухполюсник А будет работать
относительно ветви a m b в режиме холостого хода, то между выводами a и b
установится напряжение холостого хода U = U
хх
и по второму закону Кирхгофа
для контура a m b a получим E
1
= I
1
R + U
хх
= U
хх
. Но по условию E
э
= E
1
, поэтому
и E
э
= U
хх
. Учитывая это, формулу для определения тока I можно записать в
такой форме:
. (15)
581
Рис. 2. Схема для расчета метода эквивалентного генератора.
В соответствии с (15) электрическая цепь на рис. 2, а может быть заменена
эквивалентной цепью (рис. 2, д), в которой E
э
= U
хх
и r
0э
следует рассматривать в
качестве параметров некоторого эквивалентного генератора.
Значения E
э
= U
хх
и r
0э
можно определить как расчетным, так и
экспериментальным путем. Для расчетного определения U
хх
и r
0э
необходимо
знать параметры элементов активного двухполюсника и схему их соединения.
Для определения величины r
0э
необходимо удалить из схемы двухполюсника
все источники, сохранив все резистивные элементы, в том числе и внутренние
сопротивления источников ЭДС. Внутренние сопротивления источников
напряжений принять равными нулю. Затем рассчитать известными методами
эквивалентное сопротивление относительно выводов a b.
582
Для определения величины E
э
разомкнем цепь и определим по методу
узлового напряжения напряжение U
ab
= U
хх
= E
э
между выводами a b активного
двухполюсника. [3]
Экспериментально параметры эквивалентного генератора можно определить
по результатам двух опытов. Разомкнув ветвь с сопротивление R (рис.2, д),
измеряем напряжение между выводами a и b U
ab
= U
хх
= E
э
(опыт холостого
хода).
Для определения r
0э
проводится (если это допустимо) опыт короткого
замыкания: заданная ветвь замыкается накоротко и в ней измеряется ток
короткого замыкания I
кз
.По закону Ома рассчитываем величину r
0э
= E
э
/I
кз
.[4]
Проведя анализ двух методов:
метода узлового напряжения и метода
эквивалентного генератора, можно сделать вывод, что метод узлового
напряжения проще и лучше воспринимается студентами при обьяснении. А
метод эквивалентного генератора более интересен для более углубленного
изучения.
Литература:
1.
Гуров В. А. Твердотельная электроника. — М.: Техносфера, 2008. — 19
с.
2.
Борис Аладышкин, http://electrik.info
3.
Дьяконов В. П.
Intel. Новейшие информационные технологии.
Достижения и люди. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 416 с.
4.
Бачурин В. В., Ваксембург В. Я., Дьяконов В. П. и др.
Схемотехника
устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник / Дьяконов В.
П.. — М.: Радио и связь, 1994. — 280 с.
583
Do'stlaringiz bilan baham: |
