4-电工基础课件-第四章.ppt

主要制作：廖芳 2011年9月 第4章 主要内容 知识要点，技能要点，重点、难点 4.1 互感元件及其特性 4.2 互感元件的等效分析 4.3 变压器 第4章 小结 第4章 知识要点 ［知识要点］ 1. 互感线圈及其同名端； 2. 互感元件的等效分析； 3. 变压器的工作原理及分析。 第4章 技能要点 ［技能要点］ 1. 同名端的测定； 2. 线圈互感的测定； 3. 互感线圈的连接方式与测试； 4. 单相调压器的使用； 5. 交流电压表、交流电流表和直流电流表的 使用。 第4章 重点、难点 ［重点、难点］ 1. 同名端的意义； 2. 互感与线圈相对位置的关系； 3．变压器的变压、变流、变阻抗特性。 4.1 互感元件及其特性 互感与互感电压 同名端 4.1 互感元件及其特性 1. 互感与互感电压 （1）互感现象 当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈周围的磁通也随之变化，电感线圈中就会产生感应电动势。 4.1 互感元件及其特性 若由于线圈自身电流发生变化而产生的感应电动势的现象称为自感现象。 由线圈电流发生变化而在相邻线圈上产生的感应电动势的现象，称为互感现象。 4.1 互感元件及其特性 自感磁链Ψ11与自身线圈通过的电流i1成正比，即： 电流i1的变化在自身线圈1中产生的自感应电动势e11和自感应电压u11为： 4.1 互感元件及其特性 由线圈1中的电流i1穿越线圈2产生的互感磁链Ψ21的关系为： 由线圈2中的电流i2穿越线圈1产生的互感磁链Ψ12的关系为： 4.1 互感元件及其特性 （2）互感电压 线圈1中的电流i1变化时，在线圈2中产生的感应电压（互感电压）u21为： 线圈2中的电流i2变化时，在线圈1中产生的感应电压（互感电压）u12为： 4.1 互感元件及其特性 （3）耦合系数K 耦合系数K是表征两线圈之间磁链耦合的松紧程度的参数，其大小为： 由于互感系数M与自感系数L1、L2满足： 所以耦合系数K满足： 4.1 互感元件及其特性 若两线圈紧密地绕在一起时，互感最大，其耦合系数K=1；若两线圈垂直放置时，两线圈的互感互感为零，其耦合系数K=0；若两线圈平行放置，且距离越近，互感越大，距离越远，互感越小，其耦合系数 介于0和1之间。 4.1 互感元件及其特性 耦合系数K反映了两线圈耦合的强弱，K=1，说明两线圈之间耦合最紧密，称为全耦合；K=0，说明两线圈之间没有耦合，称为无耦合。 在电子技术和电力变压器中，为了更有效地传输信号或功率，总是采用极紧密的耦合，使耦合系数K尽可能接近于1。但有时在工程上（如，功率放大器的输入变压器和输出变压器之间），也需要尽可能地减小互感作用，使实际的电气设备或系统少受或不受电磁干扰的影响，这可以采用屏蔽的措施或采用合理布置这些线圈的相对位置达到此目的。 4.1 互感元件及其特性 2. 同名端 线圈的感应电压极性与线圈的绕向有直接关系。 当线圈1和线圈2的绕向相反，产生的感应电压u1和u2的方向相反；当线圈1和线圈2的绕向相同，产生的感应电压u1和u2的方向相同。 4.1 互感元件及其特性 在实际电路图中，难以绘出实际线圈及绕向，所以常用“同名端”来表示线圈绕向与感应电压极性的关系。 互感线圈同名端的规定：当两线圈的电流产生的磁通方向一致时，则流入电流的这两个线圈端子就为“同名端”，用“? ”或“*”表示。 同名端的含义：同名端的线圈端子具有同样的感应电压极性。 4.1 互感元件及其特性 如图（a）所示电路中，①、④端为同名端，或②、③端为同名端。所以①、④端的感应电压极性同为“+”极性，②、③端同为“-”极性 如图（b）所示电路中，①、③端为同名端，或②、④端为同名端。所以①、③端的感应电压极性同为“+”极性，②、④端同为“-”极性。 4.1 互感元件及其特性 例4.1 如图所示的互感电路，试列写出各互感线圈的电压、电流的关系式。两线圈的自感分别为 L1、L2，两线圈的互感系数为M。 4.1 互感元件及其特性 解：线圈的感应电压包括自感电压和互感电压。 对于线圈1来说，其自感电压为 ；根据同名端的定义，线圈1获得的互感电压为 ；所以线圈1上的感应电压为： 对于线圈2来