01_补充-耦合回路.ppt

互感M的单位与自感L相同。由耦合系数的定义可知，任何电路的耦合系数不但都是无量纲的常数，而且永远是个小于1的正数。（对互感一般是百分之几） 反射阻抗与耦合回路的等效阻抗 反射阻抗是用来说明一个回路对耦合的另一回路电流的影响。初次级回路的相互影响，可用一反射阻抗来表示。 现以下图所示的互感耦合串联回路为例来分析耦合回路的阻抗特性。在初级回路接入一个角频率为?的正弦电压V1，初、次级回路中的电流分别以i1和i2表示，并标明了各电流和电压的正方向以及线圈的同名端关系。 3）反射电阻和反射电抗的值与耦合阻抗的平方值 成正比。当互感量M=0时，反射阻抗也等于零。这就是单回路的情况。 4）当初、次级回路同时调谐到与激励频率谐振（即X11=X22=0）时，反射阻抗为纯阻。其作用相当于在初级回路中增加一电阻分量 ，且反射电阻与原回路电阻成反比。 * 3.5 耦合回路 单振荡回路具有频率选择性和阻抗变换的作用。 但是：1、选频特性不够理想 2、阻抗变换不灵活、不方便 为了使网络具有矩形选频特性，或者完成阻抗变换的需要，需要采用耦合振荡回路。 耦合回路由两个或者两 个以上的单振荡回路通过 各种不同的耦合方式组成 常用的两种耦合回路 耦合系数k：表示耦合回路中两个回路耦合程度强弱的量 定义：耦合回路的公共电抗（或电阻）绝对值与初次级回路中同性质的电抗（或电阻）的几何中项之比。 电感耦合回路 电容耦合回路 3.5.1 互感耦合回路的一般性质 对电容耦合回路： 一般C1 = C2 = C： 通常 CM C： k1 对电感耦合回路： 若L1 = L2 =L 按耦合参量的大小：强耦合、弱耦合、临界耦合 初、次级回路电压方程可写为 式中Z11为初级回路的自阻抗，即Z11=R11+jX11, Z22为次级回路的自阻抗，即Z22=R22+jX22。 解上列方程组可分别求出初级和次级回路电流的表示式： 称为次级回路对初级回路的反射阻抗 称为初级回路对次级回路的反射阻抗 而 为次级开路时，初级电流 在次 级线圈L2中所感应的电动势，用电压表示为 必须指出： 在初级和次级回路中，并不存在实体的反射阻抗。所谓反射阻抗，只不过是用来说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响。例如，Zf1表示次级电流通过线圈L2时，在初级线圈L1中所引起的互感电压对初级电流的影响，且此电压用一个在其上通过电流的阻抗来代替，这就是反射阻抗的物理意义。 将自阻抗Z22和Z11各分解为电阻分量和电抗分量，分别代入上式，得到初级和次级反射阻抗表示式为 考虑到反射阻抗对初、次级回路的影响，最后可以写出初、次级等效电路的总阻抗的表示式： 以上分析尽管是以互感耦合路为例，但所得结论具有普遍意义。它对纯电抗耦合系统都是适用的，只要将相应于各电阻的自阻抗和耦合阻抗代入以上各式，即可得到该电路的阻抗特性。 由上两式可见，反射阻抗由反射电阻Rf与反射电抗Xf所组成。由以上反射电阻和反射电抗的表示式可得出如下几点结论： 1）反射电阻永远是正值。这是因为，无论是初级回路反射到次级回路，还是从次级回路反射到初级回路，反射电阻总是代表一定能量的损耗。 2）反射电抗的性质与原回路总电抗的性质总是相反的。以Xf1为例，当X22呈感性(X220)时，则Xf1呈容性(Xf10)；反之，当X22呈容性(X220)时，则Xf1呈感性(Xf10)。 考虑了反射阻抗后的耦合回路如下图。 对于耦合谐振回路，凡是达到了初级等效电路的电抗为零，或次级等效电路的电抗为零或初、次级回路的电抗同时为零，都称为回路达到了谐振。调谐的方法可以是调节初级回路的电抗，调节次级回路的电抗及两回路间的耦合量。由于互感耦合使初、次级回路的参数互相影响（表现为反映阻抗）。所以耦合谐振回路的谐振现象比单谐振回路的谐振现象要复杂一些。根据调谐参数不同，可分为部分谐振、复谐振、全谐振三种情况。 3.5.2 耦合回路的频率特性 （1）部分谐振：如果固定次级回路参数及耦合量不变，调节初级回路的电抗使初级回路达到X11 + Xf1 = 0。即回路本身的电抗 = –反射电抗，我们称初级回路达到部分谐振，这时初级回路的电抗与反射电抗互相抵消，初级回路的电流达到最大值 初级回路在部分谐振时所达到的电流最大值，仅是在所规定的调谐条件下达到的，即规定次级回路参数及耦合量不变的条件下所达到的电流最大值，并非回路可能达到的最大电流。 若初级回路参数及耦合量固定不变，调节次级回路电抗使x22 + xf2 = 0，则次级回路达到部分谐振，次级回路电流达最大值