7.3理想变压器.ppt

第7章 耦合电路和变压器 第7章 耦合电路和变压器 7.1 互感与互感电压 7.2 互感线圈的联接 7.3 理想变压器 第7章 耦合电路和变压器 名词解释： 耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象； [1]概括的说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的一个量度。 7.1 互感与互感电压 7.1.1 互感现象 1、自感磁通Φ11：在线圈1中通以交变电流i1，使线圈1具有的磁通Φ11叫自感磁通Φ11。 2、自感磁链ψ11： ψ11=N1 Φ11叫线圈1的自感磁链。 3、互感磁通Φ21：由于线圈2处在i1所产生的磁场中， Φ11的一部分穿过线圈2，线圈2具有的磁通Φ21叫做互感磁通。 4、互感磁链ψ21： ψ21=N2 Φ21 5、互感电压： i1的变化引起Φ21变化，从而在线圈2中产生的电压叫互感电压。 6、互感现象：由一个线圈的交变电流在另一个线圈中产生感应电压的现象叫做互感现象。 姓名：电磁感应定律 简介：因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流称为感应电流。 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因 7.1.2 互感系数与耦合系数 式中M称为线圈Ⅰ和线圈Ⅱ的互感系数，简称互感（mutual inductance），当采用非磁性材料作耦合磁路是M是一个常数，在无特殊说明时本书的互感系数都是常数。互感的SI单位是亨利（henry），其符号用H来表示。 从式（7-1）可以看出两个互感系数的大小除和两个线圈的自感系数有关以外还和常数k有关。这个k称为互感耦合系数，它是用来描述两个线圈磁耦合的紧密程度，k越大耦合越紧密，漏磁通越少，反之，k越小漏磁通就越多。 7.1.3 互感电压 7.1.4 互感线圈的同名端 根据法拉第和楞次定律当电流增加时各个电压的方向如图中所标，即1、3和6端的电压极性相同。同理，当电流i减小或者反方向增大、减小时，1、3、6端的电压极性仍然相同，当然2、4、5端的极性也相同。而且无论从另外两个线圈通入电流，情况依然相同。 我们把1、3、6或者2、4、5的这种极性始终一致的关系叫做同名端关系。可见同名端表述了由同一电流产生的自感电压和互感电压的关系，即由同一电流产生的自感电压和互感电压在同名端的极性相同。 7.2 互感线圈的联接 1. 顺向串联：两线圈的异名端相连。 7.2.1 互感线圈的串联 2、反向串联：两个线圈的同名端相连。 （1）同侧并联和异侧并联 如图（a）（b）所示。 7.2.2 互感线圈的并联 1.电感等效法 求解得： M前负号对应于同侧并联 M前正号对应于异侧并联 有时为了便于分析电路，将公式整理 2. 互感消去法 去耦等效电路 ±M 正号对应于同侧并联 负号对应于异侧并联 M前负号对应于同侧并联 M前正号对应于异侧并联 7.3 理想变压器 理想变压器在现实中并不存在，但由理想变压器模型导出的结论，不仅反映了实际变压器的主要特性，而且在工程应用中也比较接近实际情况。此外，为了便于在理论上对变压器进行分析和讨论，也需要提出一个理想化的电路模型，就像在交流电路中提出过纯电阻、纯电感、纯电容等理想元件一样。我们假定： (1)变压器全部磁通都闭合在铁心中，即没有漏磁通； (2)初次级绕组的内阻为零，即没有铜损。 (3)铁心中没有涡流和磁滞现象，即没有铁损。 (4)铁心材料的磁导率趋近于无限大，产生磁通的磁化电流趋近于零，可以忽略不计。 满足上述条件的理想化的变压器元件，称为理想变压器。 7.3 .1 理想变压器的条件 理想变压器的图形符号如图所示 7.3 .2 理想变压器的变换条件 1）电压变换关系 2）电流变换关系 3）阻抗关系变换 例：已知：