zCDIO第8章 耦合电感和理想变压器.ppt

本章目标——知识： 学习并深刻理解互感现象，掌握互感现象的数学描述方法。学习并建立自感电压、互感电压、互感系数、耦合系数、同名端等概念。 学习并掌握互感电路的分析计算方法。 学习并掌握空心变压器、自感变压器、铁芯变压器和理想变压器的工作原理及性能特点和各自的应用，掌握含有变压器电路的分析计算方法。 本章目标——能力： 对生活、工作中常见的互感问题进行分析和计算。 根据工程问题需要正确选择变压器，并进行相关的分析计算。 应用实验法测定变压器的同名端。 同名端定义： 三、电路符号： 同名端判断： 2.耦合电感并联 (1)同侧并联 例8-2：图示电路，?=100rad/s， U=220V。求: 例8-4：图示电路，?=4rad/s, C = 5F , M=3H。求输入阻抗Z。当C为何值时阻抗Z为纯电阻？ Z 例8-3：两个耦合线圈，接到220V，50Hz正弦电压上。顺接时I=2.7A,P=218.7W；反接时I=7A。求互感M=? 上节课内容回顾 耦合元件： 同名端如何确定？ VCR如何表示？ 耦合系数k=？ 耦合元件去耦等效： 耦合元件串联 耦合元件并联 一、T型连接 二、去耦等效电路 同侧T型连接 二、去耦等效电路 同侧T型 异侧T型 例8-6：图示电路，求Z为何值可获最大功率？其中： 含互感元件电路分析应注意： 1、列方程时不要漏掉互感电压； 一、组成： 四、等效电路 1. 一次侧等效电路 六、含空芯变压器电路的分析应注意： 1、列方程时不要漏掉互感电压； 2、注意同名端与互感电压的关系； 3、去耦等效条件以及联接方式； 4、应用戴维南定理时，内外电路应无耦合。 例1： 图示电路，?=1000rad/s，US=20v，M =6H 。求C=?时?与电源电压同相，并求?=？ 8.4 理想变压器 一、组成： 说明: 1、电压关系 例：写出下列理想变压器伏安关系。 四、阻抗变换作用 求下列电路输入阻抗。 例： 六、含理想变压器的电路分析 例2： 图示电路，求?1=？ ?2=？ 本章小结： 本章小结： ?1 ?2 解：去耦等效电路： （1）K=0.5，M = 0.5H,由KVL得： ?1 ?2 例8-5 已知，?=10rad/s。 求K=0.5时,电路中的电流?1和?2以及电阻R=10?时吸收的功率。 解得： 解： 1) 判定同名端： 2) 去耦等效电路：同侧T型 3) 移去待求支路Z，求戴维南等效电路： ? ? ①求开路电压： 4) 戴维南等效电路： ②求等效阻抗： 2、注意同名端与互感电压的关系； 3、去耦等效条件以及联接方式； 4、应用戴维南定理时，内外电路应无耦合。 空芯变压器电路分析 变压器也是电路中常用的一种器件，其电路模型由耦合电感构成。 空芯变压器：耦合电感中的两个线圈绕在非铁磁性 材料的芯子上，则构成空芯变压器 铁芯变压器：耦合电感中的两个线圈绕在铁芯上，则构成铁芯变压器 空芯变压器和铁芯变压器的主要区别： 前者属松耦合，耦合系数K较小， 后者属紧耦合，耦合系数K接近于1。 N1: 一次侧线圈（原边线圈） N2: 二次侧线圈（副边线圈） 芯架：非导磁材料 二、电路模型： R1、R2:绕组电阻 RL: 二次侧负载 Us: 一次侧电源 三、电路方程： 由KVL得回路方程： 一次侧自阻抗 二次侧自阻抗 反映阻抗：反映二次侧回路 对一次侧回路的影响 说明： 反映阻抗：反映一次侧回路对二次侧回路的影响 二次侧对一次侧的反映阻抗 一次侧回路自阻抗 ?1 1）一次侧电流？ 2）输入阻抗？ 二次侧开路时的电流 二次侧自阻抗 2. 二次侧等效电路 一次侧对二次侧的反映阻抗 ?2 1）二次侧电流？ 2）输出阻抗？ 五、空心变压器的分析方法： 反映阻抗法； 等效电感法（去耦合）； 例8-7 电路如图所示，已知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H，R=10Ω， 求稳态电流i2。 方法一：反映阻抗法 所以： 方法二：等效电感法去耦合 先求出 然后用分流公式求 例8-7 电路如图所示，已知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H，R=10Ω， 求稳态电流i2。 例8-8 电路如图所示，已知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H， 求负载R为何值时可获得最大功率传输？ 解：断开负载R求输出阻抗 所以： 可获得最大功率传输 往届