理想变压器及运算放大器.ppt

* 电路分析基础 * 第五章 理想变压器与运算放大器 具有多个端钮与外电路连接的网络（或元件），称为多端网络（或多端元件）。 若在任一时刻，从某一端钮流入的电流等于从另一端钮流出的电流，这样一对端钮，称为一个端口。 二端网络的两个端钮就满足上述端口条件，故称二端网络为单口网络。 假若四端网络的两对端钮均满足端口条件，称这类四端网络为双口网络，简称双口。 §5-1 理想变压器 §5－1 理想变压器 理想变压器是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。在铁心变压器初级加上交流信号时，次级可以得到不同电压的交流信号。 2 1 1? 2? 两线圈(绕组)变压器 结构示意图 铁芯 理想变压器的电压电流关系 式中参数n 称为变比（匝比）。图中标注的一对“?”点是表示初级电压u1和次级电压u2极性关系的符号。当u1和u2的“+”端均选在标有“?”点的端钮上时，表示u1和u2极性相同。 理想变压器的符号 一、概念 理想变压器的电压电流关系为： 表征理想变压器端口特性的VCR方程是两个线性代数方程，因而理想变压器是一种线性双口电阻元件。它既可工作于交流又可工作于直流，对电压、电流的频率和波形没有任何限制。然而，实际变压器只能工作于交流。 理想变压器的符号 变压器的极性改变时 电压电流关系 理想变压器的电压电流关系式中“正负号”的判定规则： 1、电压变比式中是正是负的依据是：初级和次级电压的正极性是否标在一对“?”，是则为正，否则为负。 2、电流变比式中是正是负的依据是：初级和次级电流的流入端是否标在一对“?”，是则为负，否则为正。 此式说明从初级进入理想变压器的功率，全部传输到次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。 1．理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，在任一时刻进入理想变压器的功率等于零，即 二、两个基本性质 2．当理想变压器次级端接一个电阻R时，初级的输入电阻为? 2．当理想变压器次级端接一个电阻R时，初级的输入电阻为n2R。 用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为: 上式表明理想变压器不仅可以变换电压和电流，也可以变换电阻。可以证明，上式结论与理想变压器初、次级极性标记的位置无关，因此今后在这种情况下可以不标出初、次级的极性。 例1 求图示单口网络的等效电阻Rab。 例1 求图示单口网络的等效电阻Rab。 解：先求理想变压器的次级负载电阻： 由RL=5kΩ得到图(b)所示电路，由此求得： 最后得到图(c)所示电路。 例2 电路如图所示。欲使负载电阻RL=8?得最大功率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大功率。 例2 电路如图所示。欲使负载电阻RL=8?得最大功 率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大 功率。 注意：理想变压器不吸收功率，初级Ri上的功率等于 负载电阻RL的功率。 例2 电路如图所示。欲使负载电阻RL=8?得最大功 率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大 功率。 解：理想变压器端接负载电阻RL时的等效电阻为： 根据最大功率传输定理，Ri获得最大功率的条件是: 求得： 得到图(b)所示电路、电阻RL和Ri获得的最大功率为： 例3 求图示单口网络的等效电阻Rab。 例3 求图示单口网络的等效电阻Rab。 解：理想变压器的方程为： 用外加电源法求等效电阻。为了计算方便，在端口外加1V电压源如图(b)所示，可求得：