Распределение u (n) и I (n) в режиме холостого хода

n	0	1	2	3	4	5	6	7	8
U (n), В
I (n), А

3. Повторить предыдущий опыт для короткозамкнутой цепной схемы (рис. 19.5). Результаты измерений занести в таблицу. Построить кривые распределений U (n), I (n) (n = 0…8).

Рис. 19.5

4. Исследовать режим согласованной нагрузки цепной схемы

(рис. 19.6). Тумблер «Режим» переключить в положение «нагрузка». Установить значение сопротивления нагрузки R равным модулю характеристического сопротивления схемы (R = Z_c). Измерить распределение действующих значений напряжений U (n) и токов I (n) вдоль цепной схемы. Результаты измерений занести в соответствующую таблицу и представить кривыми U (n), I (n) (n = 0…8).

Рис. 19.6

5. Повторить предыдущий опыт для несогласованной нагрузки цепной схемы (R  Z_c) (рис.  19.7). Результаты измерений занести в соответствую­щую таблицу. Построить кривые распределений U (n), I (n). Сделать вывод о характере и причинах полученных распределений действующих значений напряжений U (n) и токов I (n) вдоль цепной схемы при различных граничных условиях.

Рис. 19.7

6. По известным значениям параметров элементов схемы звена найти теоретические кривые распределения действующих значений напряжения U (n) и тока I (n) (n = 0…8) вдоль однородной симметричной цепной схемы при всех условиях, указанных в пп. 2–5. Сопо-ставить экспериментальные и теоретические кривые и сделать заключения.

Методические указания и рекомендации

Цепные схемы собирают в лабораториях для исследования различных режимов работы линий передачи энергии, т.е. в качестве их физических (аналоговых) моделей. Исследуемый отрезок длиной l однородной линии с первичными параметрами L₁, R₁, C₁ и G₁ мысленно разбивают на N одинаковых участков l/N, каждый из которых моделируется неавтономным обратимым (НО) симметричным четырехполюсником с сосредоточенными элементами, определяемым комплексными характеристиками:

,

,

.

Для П-образной эквивалентной схемы такого четырехполюсника (рис. 19.8) – звена цепной схемы:

Рис. 19.8

,

,

где ,. Характеристическое сопротивление рассматриваемой цепной схемы равно характеристическому сопротивлению ее звена, а постоянные ослабления и фазыN-звенной цепной схемы в N раз больше соответствующих величин звена. В этой работе нумерация звеньев идет от начала цепной схемы (т.е. от источника), что предопределило не самую удобную систему описания распределений комплексов действующих значений напряжения U_n = U(n) и тока I_n = I (n) вдоль цепной схемы:

,

, n = 0…8.

Сходство уравнений конечной цепной схемы и отрезка линии станет более заметным, если систему дискретных координат k связать с концом цепной схемы (k = 0):

,

, k = 8 – n = 0…8.

При пассивной нагрузке U_í = Z_í I_í и I_í = Y_í U_í значения U_k и I_k связаны линейными взаимообратными соотношениями U_k = Z_k I_k и I_k = Y_k U_k,

в которых

.

Таким образом, формально уравнения отрезков однородной линии и симметричной цепной схемы отличаются лишь допустимыми значениями своих аргументов (непрерывных или дискретных) и обозначениями их сомножителей (g или Г). Правда, формулы, определяющие характеристические параметры этих различных по своей сути компонентов цепи, конечно, различны. В остальном, все свойства отрезка однородной линии и его аналоговой модели – отрезка цепной симметричной однородной схемы – тождественны.