电路原理清华大学课件20_11含有互感元件的电路﹝5﹞.pptVIP

1 1 2 2 N1 N2 u1 u2 i1 i2 则 全耦合变压器的电压、电流关系 当L1 , L2? ?，L1/L2 比值不变 （磁导率m? ?），则有 二、 理想变压器 （ideal transformer） ? ? + - + - n : 1 理想变压器的元件特性 理想变压器的电路模型 （a）阻抗变换性质 理想变压器的性质 ? ? + - + - n : 1 Z + - n2Z 原边等效电路 （b）功率性质 理想变压器的特性方程为代数关系，因此无记忆作用。 ? ? + - n : 1 u1 i1 i2 + - u2 即理想变压器既不储能，也不耗能，在电路中只起传递信号和能量的作用。 例1 已知电源内阻RS=1k?，负载电阻RL=10?。为使RL上获得最大功率，求理想变压器的变比n。 ? ? n : 1 RL + - uS RS n2RL + - uS RS 当 n2RL=RS时匹配，即 10n2=1000 ? n2=100， n=10. 解 例2 ? ? + - + - 1 : 10 50? + - 1? 方法1 列方程 解得 方法2 阻抗变换 + - + - 1? 方法3 戴维南等效 ? ? + - + - 1 : 10 + - 1? （2） 求R0 ? ? 1 : 10 1? R0 R0=102?1=100? 戴维南等效电路 + - + - 100? 50? 返回目录 11.5 变压器的电路模型 实际变压器通常是有铁心的，有漏磁，且有损耗。可根据实际需要确定其模型。 一、理想变压器（全耦合，无损，m=?） 以下是两绕组变压器的等效电路模型。 ? ? + - n : 1 u1 i1 i2 + - u2 相量形式 二、全耦合变压器（k =1，无损 ，m ? ?， 线性） L1—激磁电感（magnetizing inductance） ? ? j?L1 + - + - n : 1 理想变压器 电路模型（含理想变压器） 三、无损非全耦合变压器（忽略损耗，k?1，m??， 线性） 在线性情况下，有 全耦合部分 i1 i2 + + – – u1 u2 ?1s ?2s N1 N2 无损非全耦合变压器的电路模型 L1S , L2S—漏电感（leakage inductance） ? ? L10 + - + - n : 1 全耦合变压器 L1S L2S i1 u1 u2 i2 + - u1 + - u2 四、考虑导线电阻（铜损）和铁心损耗的非全耦合变压器（k?1，m??） ? ? L10 + - + - n : 1 L1S L2S i1 u1 u2 i2 Rm R1 R2 R1, R2—表示线圈导线损耗（铜损） L10—激磁电感。由于铁心材料的非线性， L10通常为非线性 Rm—表示铁心损耗 返回目录 第11章 含有互感元件的电路 11. 1 互感和互感电压 11. 2 互感线圈的串联和并联 11. 3 有互感的电路的计算 11. 4 全耦合变压器和理想变压器 11. 5 变压器的电路模型 本章重点 ? 本章重点 ? 互感线圈同名端的判定 ? 互感电压表达式正负号的确定 ? 有互感的电路的计算 ? 理想变压器 返回目录 11.1 互感和互感电压 一、 互感（mutual inductance）和互感电压（mutual voltage） + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 21 N1 N2 当线圈1中通入电流i1时 由电磁感应定律（Farady?s law）和楞次定律（Lenz?s law）可得 参考方向设定：i～ ? ，u ～ ? 符合右手定则 当线圈周围无铁磁物质（空心线圈）时，有 —线圈1对线圈2的互感系数 单位：H —自感电压 —互感电压 —线圈1的自感系数 同理，当线圈2中通电流i2时，有 + – u12 + – u22 i2 ? 12 ? 22 N1 N2 可以证明 M12= M21= M —线圈2对线圈1的互感系数 当两个线圈同时通以电流时，有 在正弦稳态电路中，其相量形式的方程为 二、耦合系数（coupling coefficient）k k 表示两个线圈磁耦合（magnetic coupling）的紧密程度。 全耦合时: F s1 =Fs2=0 即 F11= F21 ，F22 =F12 可以证明，k?1 三、互感线圈的同名端（dotted terminal） 互感电压不仅与参考方向有关，而且与线圈的绕向有关，这在电路分析中显得很不方便。 + – u11 + – u21 i1 ?11 ? 0 N1 N2 + – u31 N3 ? s 引入同名端可以解决这个问题。 1. 同名端的定义： 同名端是分别属于两个线圈的这