十耦合电感和理想变压器.pptVIP

第11章 含耦合电感和理想变压器 首先做一个试验 11.2.3 空心变压器 11.3 理想变压器 再用式(a)(b))即可求得次级电流 和电压 可写为： 从cd 往左看，可等效为一个电压源和一个阻抗的串联电路。如下图。 电压源就是戴维宁等效 电压源 为引入阻抗，是一次回路反映到二次回路的阻抗； Z22 为二次线圈阻抗 Zeq由两部分组成： 阻抗Zeq: 例11.5 正弦电流电路如图所示。已知 求电流 负载电感 解：按图11－14（b）画出原边等效相量模型图11－15（b） 反映阻抗 求得 因此 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。 在铁心变压器一次侧(初级)加上交流信号时，二次侧(次级)可以得到不同电压的交流信号。 当变压器的次级的绕向改变时则极性改变 参数n为变比。 标注的一对 ? 点为同名端。 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 理想变压器的作用 理想变压器是线性双口电阻元件。 * 郁金香 磁耦合线圈在电子工程、通信工程和测量仪器等方面得到了广泛应用。为了得到实际耦合线圈的电路模型，现在介绍一种动态双口元件——耦合电感，并讨论含耦合电感的电路分析。 先用示波器观察磁耦合线圈初级和次级的波形。 在环形磁芯上用漆包线绕一个耦合电感，初级60匝，次级30匝，如图所示。 在初级加999kHz的正弦信号，用示波器观察到正弦波形 在耦合电感的次级上，可以观察到正弦波形，其幅度约为初级电压的一半。 用双踪示波器可以同时观察耦合电感初级和次级线圈上的正弦电压波形，它们的相位是相同的。 当我们改变次级线圈的绕向时，耦合电感初级和次级线圈上电压波形的相位是相反的。 为了区别这两种情况，需确定耦合电感的同名端，图示耦合电感线圈的两个红色(或绿色)端钮是一对同名端。当初次级电压参考方向的正极都在同名端时，它们的相位相同。 11－l 耦合电感元件 图11-1所示为两个相互有磁耦合关系的线圈。第一个线圈中电流i1在线圈本身中形成的总磁通或磁链记为?11，它与电流i1成正比，即?11=L1i1，L1称为线圈l的自感。电流i1 在第二个线圈全部匝数N2中形成的总磁通或磁链记为?21，它也与电流i1 成正比，即?21=M21i1，比例系数M21称为线圈 l与线圈2的互感。 图11－1(a) 11.1.1 耦合电感的概念 与上面的情况相似，若第二个线圈中电流i2在第二个线圈形成的磁链?22=L2i2，其中L2称为线圈2的自感。电流i2在第一个线圈全部匝数N1中形成的磁链?12=M12i2，比例系数M12称为线圈2与线圈l的互感。 图11－1(b) 若两个线圈中同时有电流i1和i2存在，则每个线圈中总磁链为本身的磁链和另一个线圈中电流形成的磁链的代数和。 图11－1(b) 对于图10－l(c)所示的情况有： 图11－1(c) 式中?11、?22表示电流在本身线圈形成的磁链，称为自感磁链。?12、?21表示另一个线圈中电流产生的磁场在本线圈中形成的磁链，称为互感磁链。也就是说每个线圈中的总磁链为自感磁链与互感磁链的代数和。 当电流i1和i2随时间变化，线圈中磁场及其磁链也随时间变化，将在线圈中产生感应电动势。 根据电磁感应定律可以得到： 11.1.2 耦合电感的伏安特性 图11－1(b) 与此相似，对于图(c)情况可以得到： 每个线圈的电压均由自感磁链产生的自感电压和互感磁链产生的互感电压两部分组成。 图11－1(c) 为了在看不见线圈相对位置和绕法的情况下，确定互感电压取正号或负号，人们在耦合线圈的两个端钮上标注一对特殊的符号，称为同名端。 11.1.3 耦合线圈同名端 (a) (b) 什么叫同名端？ 当电流i1和i2在耦合线圈中产生的磁场方向相同而相互增强时，电流i1和i2所进入(或流出)的两个端钮，称为同名端，常用一对符号“ ．”或“ * ”表示。例如，图(a)的 l和2是同名端； 11.1.3 耦合线圈同名端 (a) (b) 如何确定同名端？ 按上述，定义一种称为耦合电感的双口电路元件，其元件符号和电压电流关系分别如下所示： 图11－3(a) 图11－