10-耦合电感与变压器.pptVIP

第十章 耦合电感与变压器 10-1 互 感 一、互感的引入 1、自感与自感电压 2、互感与互感电压 互感线圈的电压电流关系： 3．同名端 (1)因施感电流与互感电压具有一定的一一对应的方向关系，因此在工程上用同名端（“*”、“?”、“●”）标注上述对应关系以简化电路。 （2）施感电流与互感电压的关系： ? ?? 由同名端及u、i参考方向确定互感电压的正负号： 端口电压、自感电压和互感电压的符号判断 1、判断电流与同名端的关系 电流都流入(流出)同名端，互感电压取正号，否则取负号； 2、自感电压取正号； 3、判断电感端口电压与电流的参考方向 关联：端口电压取正号； 非关联：端口电压取负号。 例题：写出图示电路电压、电流关系式。 （3）施感电流与同名端的关系： ? ? 当一对施感电流同时从同名端流进（或流出）各自的线圈，互感起增加作用。 （4）同名端实验判定 10-2 含耦合电感的电路分析 一、直接列写方程 二、串联并联去耦法 1. 耦合电感的串联 （2） 反向串联 2. 耦合电感的并联 （1） 同侧并联 （2）异侧并联 T型去耦等效： 三、受控源去耦法 四、有互感电路的计算 例1：列写下图电路的回路电流方程。 10-3 变 压 器 一、空心变压器 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。 一、空心变压器 二、理想变压器 1、符号 定义变压器的原副线圈的匝数比为变比： n=N1/ N2 * * * 重 点 1、互感的概念及意义 2、具有耦合电感的正弦交流电路计算 3、理想变压器的变量关系 难点 利用相量图进行复杂电路的分析 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。 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 当线圈周围无铁磁物质(空心线圈)时，? 与i 成正比, 有： 电磁感应定律： （右手螺旋定则） （u11与i1关联） 定义? ：磁链 (magnetic linkage)，? =N? ——L1称为自感系数，单位：亨/H。 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 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? 21 。两线圈间有磁的耦合。 该磁通所在线圈位置 产生磁通的施感电流的线圈位置 2、互感与互感电压 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 L2中的互感磁通链?21 与i1 成正比, 有： 楞次定理： （右手螺旋定则） ——M21称为互感系数，单位：亨/H。 2、互感与互感电压 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 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： M12= M 21 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 i1 Y11 F11 21 F 21 Y i2 Y22 F22 12 F 12 Y i2 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 * * ? ? 同名端示意图： 注意：线圈的同名端必须两两确定。 施感电流流入线圈1的同名端，在线圈2的同名端上出现互感电压的正极性。 + + 实际方向 i1 * * u21 + – M i1 * * u21 – + M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M i1 * * L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M 增强型 削弱型 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 1 1 2 2 * * R S V + – ? ? 电压表正偏。 如图电路，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。 当断开S时，如何判定？ 注：根据同名端是增强还是削弱来决定列写的KVL方程中 前的+、—号！ （1） 顺向串联 i R L u + – i M * * u2 + – R1 R2 L1 L2 u1 + – u