电路 第十章 含有耦合电感的电路..ppt

下 页 上 页 引入阻抗反映了副边回路对原边回路的影响。从物理意义讲，虽然原副边没有电的联系，但由于互感作用使闭合的副边产生电流，反过来这个电流又影响原边电流电压。 * * + – R1 R2 + – Z11 下 页 上 页 副边等效电路分析 利用戴维宁定理 * * + – R1 R2 副边等效电路 + – Z22 原边对副边的引入阻抗 已知 US=20 V , 副边对原边引入阻抗 Zl =(10 – j10) ?. 求: ZX 及负载获得的有功功率。 此时负载获得的功率： 实际是最佳匹配： 例1 解 下 页 上 页 * * j10? j10? j2 + – 10? ZX + – 10+j10? Zl=10–j10? 应用原边等效电路 例2 解1 下 页 上 页 * * j?L1 j?L2 j?M + – R1 R2 RL + – Z11 应用副边等效电路 解2 下 页 上 页 + – Z22 * 第十章 含有耦合电感的电路 重点 1.互感和互感电压 2.含有互感电路的计算 3. 变压器原理和理想变压器 10.1 互感 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，掌握其分析方法是非常必要的。 线圈1中通入电流i1时，在线圈1中产生磁通(magnetic flux)，同时，有部分磁通穿过临近线圈2，这部分磁通称为互感磁通。 + – u11 + – u21 ?11 ? 21 N2 i1 N1 下 页 上 页 若线圈周围无铁磁物质(空心线圈)时，? 与i 成正比,当只有一个线圈通有电流时： 当两个线圈都有电流时，每一线圈的磁链为自磁链与互磁链的代数和： 注 （1）M 值与线圈的形状、几何位置、空间媒质有关，与线圈中的电流无关，满足 M12=M21 （2）L总为正值，M 值有正有负。 下 页 上 页 2. 耦合系数 (Coupling Coefficient) 工程上用耦合系数k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度。 当 k =1 称全耦合: 漏磁 ?s1 = ?s2=0 即 ?11= ? 21 ， ? 22 = ? 12 耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关 下 页 上 页 当i1为时变电流时，磁通也将随时间变化，从而在线圈两端产生感应电压。 当i1、u11、u21方向与? 符合右手螺旋时，根据电磁感应定律和楞次定律： 当两个线圈同时通以电流时，每个线圈两端的电压均包含自感电压和互感电压： 自感电压 互感电压 3. 耦合电感上的电压、电流关系 下 页 上 页 在正弦交流电路中，其相量形式的方程为： 两线圈的自磁链和互磁链相助，互感电压取正，否则取负。互感电压的正、负： （1）与电流的参考方向有关。 （2）与线圈绕向有关。 注 下 页 上 页 4. 互感线圈的同名端 对自感电压，当u, i 取关联参考方向，u、i 与 ? 符合右螺旋定则，其表达式为： 上式说明，对于自感电压由于电压电流为同一线圈上的，只要参考方向确定了，其数学描述便可容易地写出，可不用考虑线圈绕向。 对互感电压，因产生该电压的电流在另一线圈上，因此，要确定其符号，就必须知道两个线圈的绕向。这在电路分析中显得很不方便。为解决这个问题引入同名端的概念。 i1 ＋ － 下 页 上 页 当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或流出，若所产生的磁通相互加强时，则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。 * * ? ? 同名端 △ △ 注意：线圈的同名端必须两两确定。 ?11 N2 N1 N3 i2 i3 i1 确定同名端的方法 (1) 当两个线圈中电流同时由同名端流入(或流出)时，两个电流产生的磁场相互增强。 下 页 上 页 i * * * * ? ? ? ? 例 (2) 当随时间增大的时变电流从一线圈的一端流入时，将会引起另一线圈相应同名端的电位升高。 * * i R V 电压表正偏。 当闭合开关S时，i 增加 当两组线圈装在黑盒里，只引出四个端线组，要确定其同名端，就可以利用上面的结论来加以判断。 下 页 上 页 有了同名端，以后表示两个线圈相互作用，就不再考虑实际绕向，而只画出同名端及参考方向即可。 i1 * * u21 + – M i1 * * u21 – + M 下 页 上 页 i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2