Corso di ELETTROTECNICA Il doppio bipolo resistivo Presentazione a cura del Prof. Alvise Maschio Dipartimento di Ingegneria Elettrica Università di Padova 3/30/10 1/13 Rappresentazione controllata in corrente e in tensione - 1 Si parta dalle due rappresentazioni (rispettivamente controllata in tensione o controllata in corrente) del doppio bipolo, aventi relazioni algebriche, lineari, a coefficienti costanti e con le due grandezze dipendenti nulle quando sono nulle le due grandezze indipendenti. ⎧v1 = R1 1 i1 + R1 2 i2 (1) ⎨ ⎩v 2 = R2 1 i1 + R2 2 i2 3/30/10 (2) ⎧i1 = G1 1 v1 + G1 2 v 2 ⎨ ⎩i2 = G2 1 v1 + G2 2 v 2 2/13 Rappresentazione controllata in corrente e in tensione - 2 La condizione di passività (cioè di potenza entrante sempre non negativa) richiede rispettivamente: ⎧ ⎪ ⎪⎪R1 1 ≥0 (3) ⎨R2 2 ≥0 2 ⎪ ⎛ R + R ⎞ ⎪R1 1 R2 2 ≥ ⎜ 1 2 2 1 ⎟ ⎪⎩ ⎝ ⎠ 2 3/30/10 ⎧ ⎪ ⎪⎪G1 1 ≥0 (4) ⎨G2 2 ≥0 2 ⎪ ⎛ G + G ⎞ 21 ⎪G1 1 G2 2 ≥ ⎜ 1 2 ⎟ ⎪⎩ ⎝ ⎠ 2 3/13 Rappresentazione controllata in corrente e in tensione - 3 La condizione rispettivamente: (5) R1 2 = R2 1 reciprocità richiede (6) G1 2 = G2 1 La non amplificazione delle tensioni e correnti alle porte richiede rispettivamente che: ⎧R1 1 ≥ R2 1 (7) ⎨ ⎩R2 2 ≥ R1 2 3/30/10 di ⎧G1 1 ≥ G2 1 (8) ⎨ ⎩G2 2 ≥ G1 2 4/13 Sintesi di un doppio bipolo resistivo 3/30/10 Dati i sistemi di equazioni (1) o (2) si vogliono individuare tre resistenze o, rispettivamente, tre conduttanze che, collegate a stella o a triangolo, soddisfino i sistemi di equazioni stessi. Gli schemi possibili sono illustrati nelle figure successive. 5/13 Sintesi a stella di un doppio bipolo resistivo - 1 3/30/10 6/13 Sintesi a stella di un doppio bipolo resistivo - 2 Si consideri il caso di figura a) (R12 > 0). Si ottiene: ⎧v1 = Ra i1 + Rc (i1 + i2 )=(Ra + Rc )i1 + Rc i2 (9) ⎨ ⎩v 2 = Rb i2 + Rc (i1 + i2 )= Rc i1 + (Rb + Rc )i2 Da esso, confrontandolo con il sistema di equazioni (1), si può ricavare: ⎧⎪R1 1 = Ra + Rc (10) ⎨R2 2 = Rb + Rc ⎪R = R = R ⎩ 1 2 2 1 c 3/30/10 7/13 Sintesi a stella di un doppio bipolo resistivo - 3 Da (10) si ricavano i valori dei parametri della rete a stella; le condizioni esplicitate in (11) discendono dalle condizioni di passività, reciprocità e non amplificazione delle tensioni del doppio bipolo. ⎧⎪Ra = R1 1 − R1 2 ≥ 0 (11) ⎨Rb = R2 2 − R2 1 ≥0 ⎪R = R = R ⎩ c 1 2 2 1 3/30/10 8/13 Sintesi a stella di un doppio bipolo resistivo - 4 Nel caso R12 < 0 si consideri la figura b). Si ottiene in questo caso il seguente gruppo di parametri: ⎧⎪Ra = R1 1 + R1 2 ≥0 (12) ⎨Rb = R2 2 + R2 1 ≥ 0 ⎪R = − R =−R ⎩ c 12 21 3/30/10 Le relazioni esplicitate dipendono sempre dalle condizioni di passività, reciprocità e non amplificazione delle tensioni. 9/13 Sintesi a triangolo di un doppio bipolo resistivo - 1 3/30/10 10/13 Sintesi a triangolo di un doppio bipolo resistivo - 2 Si consideri il caso di figura c) (G12 < 0). Si ottiene: ⎧i1 = Ga v1 + Gc (v1 −v 2 )=(Ga + Gc )v1 −G c v 2 (13) ⎨ ⎩i2 = Gb v 2 + Gc (v 2 − v1 )= −G c v1 + (Gb + Gc )v 2 Da esso, confrontandolo con il sistema di equazioni (2), si può ricavare: ⎧⎪G1 1 =G a + Gc (14) ⎨G2 2 =G b + Gc ⎪G = G = −G ⎩ 1 2 2 1 c 3/30/10 11/13 Sintesi a triangolo di un doppio bipolo resistivo - 3 Da (14) si ricavano i valori dei parametri della rete a triangolo, dove le condizioni esplicitate discendono dalle condizioni di passività, reciprocità e non amplificazione delle correnti del doppio bipolo. ⎧⎪Ga =G1 1 + G1 2 ≥0 (15) ⎨Gb = G2 2 + G2 1 ≥ 0 ⎪G = −G =−G ⎩ c 12 21 3/30/10 12/13 Sintesi a triangolo di un doppio bipolo resistivo - 4 Nel caso G12 > 0 si consideri la figura d). Si ottiene in questo caso il seguente gruppo di parametri: ⎧⎪Ga = G1 1 −G1 2 ≥0 (16) ⎨Gb =G 2 2 − G2 1 ≥ 0 ⎪G =G =G ⎩ c 1 2 21 3/30/10 Le relazioni esplicitate dipendono sempre dalle condizioni di passività, reciprocità e non amplificazione delle correnti. 13/13