第10章耦合电感电路的分析.pptVIP

五. 有互感电路的计算 在正弦稳态情况下，有互感的电路的计算仍应用前面介绍的相量分析方法。 注意互感线圈上的电压除自感电压外，还应包含互感电压。 一般采用支路法和回路法计算。 列出图示电路的方程。 用支路电流法。对独立节点①和两个独立回路(取左边的网孔和外网孔)列写KCL和KVL方程如下： 式中 、 为互感端口电压， 根据式 代入(2)、(3)消去 、 得 ( 4 ) ( 5 ) 方程(1)、(4)、(5)联立便可得解。 列出图示电路的回路电流方程。 回路1 回路2 回路3 方程 ( 1 ) 中 和 分别为回路电流 、 通过互感在回路1中产生的电压。 例3 已知R=15Ω,ωL1＝20Ω， ωL2＝15Ω， ωM＝5Ω， ，求电路的戴维宁等效电路。 解： 1. 求开路电压 2. 求等效阻抗 3. 作戴维宁等效电路 ， ， 例4．在图示正弦电路中，已知 ，求1）通过两耦合电感元件的电流；2）电路消 电路消耗的总功率；3）电路的输入阻抗。 解：1） ωM=5Ω 2） 3） 输入阻抗 10.3 耦合电感的功率 当耦合电感中的施感电流变化时，将出现变化的磁场，从而产生电场（互感电压），耦合电感通过变化的电磁场进行电磁能的转换和传输，电磁能从耦合电感一边传输到另一边。 * * j? L1 j? L2 j? M + – R1 R2 例 求图示电路的复功率 * * j? L1 j? L2 j? M + – R1 R2 线圈1中互感电压耦合的复功率 线圈2中互感电压耦合的复功率 注意 两个互感电压耦合的复功率为虚部同号，而实部异号，这一特点是耦合电感本身的电磁特性所决定的； 耦合功率中的有功功率相互异号，表明有功功率从一个端口进入，必从另一端口输出，这是互感M非耗能特性的体现。 耦合功率中的无功功率同号，表明两个互感电压耦合功率中的无功功率对两个耦合线圈的影响、性质是相同的，即，当M起同向耦合作用时，它的储能特性与电感相同，将使耦合电感中的磁能增加；当M起反向耦合作用时，它的储能特性与电容相同，将使耦合电感的储能减少。 注意 10.4 变压器原理 变压器由两个具有互感的线圈构成，一个线圈接向电源，另一线圈接向负载，变压器是利用互感来实现从一个电路向另一个电路传输能量或信号的器件。当变压器线圈的芯子为非铁磁材料时，称空心变压器。 1.变压器电路（工作在线性段） 原边回路 副边回路 * * j? L1 j? L2 j? M + – R1 R2 Z=R+jX 2. 分析方法 方程法分析 令 Z11=R1+j? L1， Z22=(R2+R)+j(? L2+X) 回路方程： * * j?L1 j?L2 j? M + – R1 R2 Z=R+jX * 第十章 含有耦合电感的电路 10. 1 互感 10. 2 含有耦合电感电路的计算 10. 4 变压器原理 10. 5 理想变压器 10. 3耦合电感的功率 重点 1.互感和互感电压 2.有互感电路的计算 3.变压器和理想变压器原理 10.1 互感 耦合电感元件属于多端元件，在实际电路中，如收音机、电视机中的中周线圈、振荡线圈，整流电源里使用的变压器等都是耦合电感元件，熟悉这类多端元件的特性，掌握包含这类多端元件的电路问题的分析方法是非常必要的。 变压器 变压器 有载调压变压器 小变压器 调压器 整流器 牵引电磁铁 电流互感器 10. 1 互感 一、 互感 当线圈1中通入电流i1时，在线圈1中产生磁通(magnetic flux) ?11 ，产生的自感磁通链为?11 ，同时，有部分磁通穿过临近线圈2，产生互感磁通链为?21 。 i1 称为施感电流, ?11 = N1 ?11 , ?21 = N2 ?21 + – u11 + – u21 N1 N2 ?11 ? 21 i1 当线圈2中通入电流i2时，在线圈2中产生磁通?22 ，产生的自感磁通链为?22 ，同时，有部分磁通穿过临近线圈1，产生互感磁通链为?12 。每个耦合线圈中的磁通链等于自感磁通链和互感磁通链的代数和。即： + – u11 + – u21 N1 N2 ?1 = ?11±?12 ?2 = ± ?21+?22 ?12 ? 22 i2 当线圈周围无铁磁物质(空心线圈)时，?11、?21与i1成正比，?12、?22与i2成正比。即： ?11 = L1 i1， ?21 = M21 i1， ?22 = L2 i2， ?12 = M12 i2 M21 = M12 =M