电路与磁路二端口网络.ppt

1、第八章 二端口网络,内容提要,1、二端口网络的概念。 2、二端口网络的四种参数方程及导纳、阻抗、 传输、混合参数的物理意义。 3、二端口网络的等效电路。 4、理想变压器。,第八章 二端口网络,在网络分析中，当只需研究网络的输出信号与输 入信号的关系时，可以将网络看成是一个输入端口与 一个输出端口的二端口网络。若网络不止一个输入端 口或输出端口，则称为多端口网络。本章只研究内部 不含独立源的时不变二端口网络。,8-1 二端口网络,一、常见的二端口网络,第八章 二端口网络,端口1-1/接电源，称为输入端口； 端口2-2/接负载，称为输出端口。,第八章 二端口网络,本章研究线性时不变二端口网络，它可

2、能包含电阻、电感、电容、受控源等元件，但不包含独立源，也没有与外界耦合的互感或受控源。,当一个网络有四个引出端时，称为四端网络。四端网络中的四个电流可以是独立的，因此四端网络不一定构成二端口网络。,三、研究对象,二、端口条件,第八章 二端口网络,四、研究内容,用二端口网络概念分析电路，主要要找出它的两个 端口处的电流、电压（也就是输入和输出）之间的相互 关系。这种相互关系可以通过一些参数表示。,二端口网络中共有四个变量： 。二端 口网络内部的两个约束关系可以确定二端口网络的所有 四个变量。自变量和因变量的不同组合，可以得到六种 网络参数。本章介绍常用的导纳参数、阻抗参数、传输 参数和混合参数。

3、,第八章 二端口网络,8-2 二端口网络的导纳参数和阻抗参数,一、导纳参数方程、导纳参数,已知： ，求： 。,利用叠加定理和替代定理，可得等效分电路：,第八章 二端口网络,第八章 二端口网络,所以：,联立可得所求方程组 ：,其中 具有导纳性质，称为二端口网 络的Y参数，即导纳参数。此方程称为导纳参数方程。,第八章 二端口网络,Y11为2-2端口短路时1-1端口的入端导纳； Y21为2-2端口短路时1-1端口对2-2端口的转移导纳。,第八章 二端口网络,Y12为1-1端口短路时2-2端口对1-1端口的转移导纳； Y22为1-1端口短路2-2端口的入端导纳。,第八章 二端口网络,短路导纳参数方程可

4、用矩阵表示：,或写作:,第八章 二端口网络,例：求二端口网络的Y参数，已知电源角频率为 。,解一：列出结点1和2的结点方程：,得Y参数为：,第八章 二端口网络,解二：利用Y参数的计算公式 。,可得：,将电路2-2端口短路，1-1端口加电压 ，得到电路，,则：,第八章 二端口网络,将电路1-1端口短路，2-2端口加电压 ，得到电路，,可得：,则：,第八章 二端口网络,解：（1）求解Y参数的电路如图：,例：求二端口网络的短路导纳矩阵。,由定义式可得：,第八章 二端口网络,得网络的短路导纳矩阵为：,（2）又由图：,则：,第八章 二端口网络,二、阻抗参数方程、阻抗参数,已知： ，求： 。,由短路导纳参

5、数方程可解得：,此方程称为开路阻抗参数方程，式中 称为二端口网络的Z参数，即阻抗参数。,第八章 二端口网络,Z11为2-2端口开路时1-1端口的入端阻抗； Z21为2-2端口开路时1-1端口对2-2端口的转移阻抗。,Z12为1-1端口开路时2-2端口对1-1端口的转移阻抗； Z22为1-1端口开路时2-2端口的入端阻抗。,第八章 二端口网络,开路阻抗参数方程可用矩阵表示 ：,或：,第八章 二端口网络,例：求图示空心变压器的Z参数矩阵。,解：列变压器的原边和副边的回路电压方程：,可得Z参数矩阵:,第八六章 二端口网络,8-2 二端口网络的传输参数和混合参数,一、传输参数方程、传输参数,工程中常需

6、求出二端口网络输入端口电压、电流与输出端口电压、电流之间的关系。,已知: ，求： 。,由Y参数方程可解得：,以上两式可写成：,第八章 二端口网络,其中：,传输参数还可由下式求得 ：,第八章 二端口网络,A 2-2端口开路时两端口电压之比， 称为转移电压比，量纲为一； B 2-2端口短路时的转移阻抗； C 2-2端口开路时的转移导纳； D 2-2端口短路时两端口电流之比， 称为转移电流比，量纲为一。,第八章 二端口网络,传输参数方程用矩阵表示为：,式中 为传输参数矩阵，简称T参数矩阵。,二、混合参数方程、混合参数,已知： ，求： 。,可列出网络方程：,第八章 二端口网络,混合参数可由下式求得：,

7、H11 2-2端口短路时1-1端口的入端阻抗； H12 1-1端口开路时两端口的电压之比，量纲为一； H21 2-2端口短路时两端口电流比的倒数，量纲为一； H22 1-1端口开路时2-2端口的入端导纳。,第八章 二端口网络,混合参数方程也可以用矩阵形式表示为：,式中 为混合参数矩阵，简称 H 矩阵。,第八章 二端口网络,例：求图示电路的传输参数矩阵。,解：列KVL和KCL方程得：,即：,得传输参数矩阵 ：,第八章 二端口网络,第八章 二端口网络,8-4 互易二端口网络的等效电路,一个互易二端口网络的四个参数中只有三个是独立 的，其外特性可用三个参数表征。若由三个阻抗（或导 纳）组成的简单的二

8、端口网络，其参数与给定的互易二 端口网络参数分别相等，则它们是等效的。,得到的等效电路有两种形式：型等效电路（即三 角形网络）和T型电路（即星形网络）。,一、型等效电路,第八章 二端口网络,第八章 二端口网络,二、T型等效电路,第八章 二端口网络,例：已知线性二端口网络传输参数 A =0.83-j0.8, B =(9.52-j0.84),C =-j0.53S,D=3.5-j2.7。 求：网络的T形等效电路参数。,解:首先验证网络的互易性：,此二端口网络为互易网络 。,第八章 二端口网络,求得等效电路阻抗值为:,第八章 二端口网络,8-5 理想变压器,理想变压器是一个二端口网络。图形符号如图:,

9、第八章 二端口网络,理想变压器是一个理想电路元件，其作用是在输入 和输出端口间进行能量的传送并改变电压和电流值（这 种电能传送是即时的，即无滞后的）。,第八章 二端口网络,理想变压器还有改变阻抗的作用。当电压、 电流为正弦量时，可用相量表示为：,第八章 二端口网络,从二端口网络的输入端口 看去的入端阻抗为 n2Z ，是阻 抗Z 的n2 倍。其等效电路如图。,第八章 二端口网络,本章小结,1、二端口网络方程常见的四种形式：,（1）导纳参数方程：,（2）阻抗参数方程：,（3）传输参数方程：,（4）混合参数方程：,第八章 二端口网络,2、二端口网络方程中的4个系数能表征二端口网络的 特性，总称为二端口网络的参数。它们分别为导纳参数、阻抗参数、传输参数、混合参数。这些参数可以由方程或计算式求出。4组参数之间可相互转换。,3、不含独立源和受控源的二端口网络为互易二端口网络，它们的参数有如下关系：Y12 = Y21 、Z12 = Z21 、AD-BC = 1 、H12 = H21 ,此互易二端口网络只需用3个参数表征。,如果互易二端口网络是对称的，它们的参数有如下关系：Y11=Y22 、Z11=Z22 、A=D 、H11H22 - H12H21=1 此互易对称二端口网络只需用两个参数表征。,第八章