第5章 互感耦合电路课件.ppt

引言;5.1互感; 在交流电路中，如果在一个线圈的附近还有另一个线圈， 当其中一个线圈中的电流变化时，不仅在本线圈中产生感应电压，而且在另一个线圈中也要产生感应电压，这种现象称为互感现象，由此而产生的感应电压称为互感电压。这样的两个线圈称为互感线圈。;一、互感系数的定义; 式（5-1a）表明线圈1对线圈2的互感系数 ，等于穿过线圈2的互感磁链与激发该磁链的线圈1中的电流之比。式（5-1b）表明线圈2对线圈1的互感系数 ，等于穿过线圈1的互感磁链与激发该磁链线圈2中的电流之比，可以证明; 一般情况下，两个耦合线圈的电流所产生的磁通，只有部分磁通相互交链，彼此不交链的那部分磁通称为漏磁通。两耦合线圈相互交链的磁通越大，说明两个线圈耦合得越紧密。为了表征两个线圈耦合的紧密程度，通常用耦合系数K来表示。; 耦合系数 的大小与两线圈的结构、相互位置以及周围磁介质有关。 改变或调整两线圈的相互位置，可以改变耦合系数 的大小。在工程上有时为了避免线圈之间的相互干扰，应尽量减小互感的作用，除了采用磁屏蔽方法外，还可以合理布置线圈的相互位置。在电子技术和电力变压器中，为了更好地传输功率和信号，往往采用极紧密的耦合，使 值尽可能接近 ，一般都采用铁磁材料制成芯子以达到这一目的。; 如果选择互感电压的参考方向与互感磁通的参考方向符合右手螺旋法则，则根据电磁感应定律，结合式(5—2)，有;1. 同名端; 同名端总是成对出现的，如是有两个以上的线圈彼此间都存在磁耦合时，同名端应一对一对地加以标记，每一对须用不同的符号标出。;2 .同名端的测定; 同名端确定后，互感电压的极性就可以由电流对同名端的方向来确定，即互感电压的极性与产生它的变化电流的参考方向对同名端是一致的。 ; 在互感电路中，线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和，即 ;解 对于图(a),有 ; 解 假定i及互感电压u21的参考方向如图所示, 则根据同名端的定义可得;聘嫉具态古筋诀亩喂相安恼拜款寸拍了恒灿扯筒金瞪耻庙滋却衙顽稿霍巴第5章 互感耦合电路第5章 互感耦合电路;5.2.1 耦合电感的串联 5.2.2 互感线圈的并联 5.2.3 耦合电感的T型等效 5.2.4 互感系数M和耦合系数 K的测定;一、互感线圈的串联——顺向串联和反向串联;(5-3);其中Lf称为反向串联的等效电感。即; 解 顺向串联时，可用等效电阻R=R1+R2和等效电感Ls=L1+L2+2M相串联的电路模型来表示。根据已知条件，得; 反向串联时，线圈电阻不变，由已知条件可求出反向串联时的等效电感; 互感线圈的并联也有两种接法，一种是两个线圈的同名端相连，称为同侧并联，如图5-7(a)所示；另一种是两个线圈的异名端相连，称为异侧并联，如图5-7(b)所示。;1.同侧并联; 根据上述电压、电流关系，按照等效的概念，图5-7(a)所示具有互感的电路就可以用图5-8(a)所示无互感的电路来等效，这种处理互感电路的方法称为互感消去法。图5-8(a)称为图5-7(a)的去耦等效电路。由图5-8(a)可以直接求出两个互感线圈同侧并联时的等效电感为;其异侧并联的去耦等效电路如图5-8(b)所示。 ; 耦合电感的串联去耦等效属于二端电路等效，而下面讨论的三个支路共一个节点，其中两支路存在互感的电路等效，即T型去耦等效属于多端等效。; 图5-9(a)为同名端相连的情况，在图示参考方向下，可列出其端钮间的电压方程为; 解 当cd端开路时，线圈2中无电流，因此，在线圈1中没有互感电压。以ab端电压为参考，电压; 由于线圈2中没有电流，因而L2上无自感电压。但L1上有电流，因此线圈2中有互感电压，根据电流对同名端的方向可知，cd端的电压; 对于没有直接电联系的，但存在磁耦合的两线圈，在相对位置和周围媒质一定时，其互感系数M和耦合系数K的测定可依照下列方法进行。;(1) 等值电感法互感系数M和耦合系数K。;(2) 互感电势法测互感系数M和耦合系数K;5.3 空芯变压器电路的分析; 如果变压器的线圈绕在用铁磁性物质制成的铁芯上，就叫做铁芯变压器，这种变压器的电磁特性一般是非线性的。 空心变压器是指以空气或以任何非铁磁性物质作为芯子的变压器，这种变压器的电磁特性是线性的。 ; 设空芯变压器电路如图5-11（a）所示，其中R1、R2分别为变压器初、次级绕组的电阻，RL为负载电阻，设US为正弦输入电压