重庆科创职业学院-第6章 互感耦合电路与变压器.pptVIP

互感现象在电工电子技术中有着广泛的应用，变压器就是互感现象应用的重要例子。 变压器一般由绕在同一铁芯上的两个匝数不同的线圈组成，当其中一个线圈中通上交流电时，另一线圈中就会感应出数值不同的感应电动势，输出不同的电压，从而达到变换电压的目的。利用这个原理，可以把十几伏特的低电压升高到几万甚至几十万伏特。如高压感应圈、电视机行输出变压器、电压、电流互感器等。 互感现象的主要危害：由于互感的存在，电子电路中许多电感性器件之间存在着不希望有的互感场干扰，这种干扰影响电路中信号的传输质量。 作业思考（1）变压器有什么用途？（2）同名端怎么判断的？ 左图所示是全耦合变压器的电路图，虚框内为全耦合变压器的图符号。 L1 * L2 i1 uS － M * i2 ＋ ZL i0 * L1 i1 uS － n：1 * i2 ＋ ZL i1 全耦合变压器的电感量为有限值，因此建立磁场需要激磁电流i0，即电源需供给初级的电流: i1=i0+i1 i0 L1 i1 uS － ＋ n2ZL i2/n 把理想变压器的折合阻抗考虑进去，我们又可得到左图所示是全耦合变压器的电路模型图，这也是分析实际铁芯变压器常用的方法。 全耦合变压器的等效电路 6.5.3 全耦合变压器的变换系数 全耦合变压器的耦合系数k=1，即M2=L1L2，有： 根据自感和互感的定义： 将自感和互感定义代入到上面式子中： 由上述推导可得全耦合变压器的变换系数为： 思考 回答 1、具备什么条件的变压器是全耦合变压器？ 画出全耦合变压器的等效电路。 2、一个全耦合变压器的初级线圈并联一电容C，次级线圈接电阻RL，当初级线圈接理想电压源时电路处于谐振状态，若改变匝数比n的值，电路是否仍然谐振？为什么？ 小 结 由于一个线圈的电流变化而在另一个线圈中产生感应电压的现象称为互感现象。关联参考方向下, 互感磁链与产生互感磁链的电流的比值, 称为互感系数。即 为了表征互感线圈耦合的紧密程度, 定义耦合系数 (0≤k≤1) k=1时, 称全耦合; k=0时, 称无耦合。 1.互感及互感电压 互感线圈中自感磁通和互感磁通相助, 电流流入的端钮称为同名端。在互感电路中, 线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和, 即 式中各项的正、负号与端钮的电压、电流参考方向及同名端的位置有关。  2.同名端及其应用 3.等效互感的计算 L=L1+L2±2M 顺向串联时为“+2M”, 反向串联时为“-2M”。 互感 互感线圈并联的等效电感 同侧并联时, 2M项前取“-”, 异侧并联时, 2M项前取“+”。 用无互感的电路去等效代替有互感的电路称为互感消去法。 互感线圈串联的等效电感 电路分析 返节目录 返节目录 电路分析 返章目录 6.5 全耦合 变压器 6.2 互感 电路的 分析方法 6.1 互感 的概念 6.3 空芯 变压器 6.4 理想 变压器 第6章 互感耦合电路与变压器 了解互感的含义，掌握具有互感的两个线圈中电压与电流之间的关系；理解同名端的意义，掌握互感线圈串联、并联的计算及互感的等效；理解理想变压器的概念、掌握含有理想变压器电路的计算方法，理解全耦合变压器的特点，熟悉全耦合变压器在电路中的分析处理方法。 本章的学习目的和要求 6.1 互感的概念 学习目标：了解互感现象，掌握具有互感的线圈两端电压的表示方法，了解耦合系数的含义，熟悉同名端与互感电压极性之间的关系。 6.1.1 互感现象 两个相邻的闭合线圈L1和L2，若一个线圈中的电流发生变 化时，在本线圈中引起的电磁感应现象称为自感，在相邻线 圈中引起的电磁感应现象称为互感。 i1 ψ1 L1 L2 在本线圈中相应产生的感应电压 称为自感电压，用uL表示；在相邻 线圈中产生的感应电压称为互感电 压，用uM表示。注脚中的12是说明 线圈1的磁场在线圈2中的作用。 uL1 uM2 ψ12 6.1.2 互感电压 通过两线圈的电流是交变 的电流，交变电流产生交变的 磁场，当交变的磁链穿过线圈 L1和L2时，引起的自感电压： 两线圈套在同一个芯子上，因此它们电流的磁场不仅 穿过本线圈，还有相当一部分穿过相邻线圈，因此这部 分交变的磁链在相邻线圈中也必定引起互感现象，由互 感现象产生的互感电压： i1 ψ1 L1 L2 uL1 uM2 ψ12 i2 ψ2 ψ21 uL2 uM1 i1 ψ1 L1 L2 uL1 uM2 ψ12 i2 ψ2 ψ21 uL2 uM1 依据图中所示参考方向可列 出两线圈端电压的相量表达式 分别为： 自感电压总是与