电工基础：互感现象和互感电压.pptxVIP

互感现象和互感电压当通过电感线圈的电流变化时，穿过线圈的磁通也随之变化，线圈中将产生感应电动势。在前面正弦交流电路中，已经知道了电感元件在正弦交流电路中的电压和电流关系。 这种由于线圈自身的电流变化而产生感应电动势的现象就自感现象，由此产生的感应电动势叫做自感电动势，感应电压叫做自感电压。如果两个线圈的磁场存在相互作用，则称这两个线圈具有磁耦合。耦合线圈的理想化模型就是耦合电感。具有磁耦合的两个或两个以上的线圈，称为耦合线圈。如果在此线圈附件放置另外一个线圈，则会产生互感现象。一互感现象下图所示为两个有磁耦合的线圈（简称耦合电感）。L1L2L1L22121?12?22?11?21 （a）图中当通过线圈1时，线圈1中将产生自感磁通链 ，线圈2中产生互感磁通链 。i2i1N1N2N2N1u21--(b)u12u22++u11--(a)++两个耦合的电感线圈 线圈1、2的匝数分别为N1和N2，电感分别为L1和L2。一互感现象下图所示为两个有磁耦合的线圈（简称耦合电感）。L1L2L1L22121?12?22?11?21 同样，图 (b)线圈2中的电流 i2 也在线圈2中产生自感磁通链 ，在线圈1中产生互感磁通链 。i2i1N1N2N2N1u21--(b)u12u22++u11--(a)++两个耦合的电感线圈 线圈1、2的匝数分别为N1和N2，电感分别为L1和L2。一互感现象 这种当一个线圈由于自身电流交变而引起磁通变化时，不仅在本线圈产生感应电动势，还会在与它交链的其他线圈中产生感应电动势（或电压），这种现象叫互感现象，产生的感应电压叫互感电压。一互感现象 每个耦合线圈中的磁通链为自感磁通链和互感磁通链两部分的代数和，设线圈1和2的磁通链分别为 和 ，则互感磁通链为： 当周围空间为线性磁介质时，自感磁通链： 一互感现象式中： L1和L2称为自感系数，简称自感，M12和M21称为互感系数，简称互感，单位均为亨利（H）。可以证明 M12 = M21 。所以在只有两个线圈耦合时可以略去M的下标，不再区分 M12 和 M21 ，都用M 表示。于是两个耦合线圈的磁通链可表示为一互感现象自感磁通链总为正，互感磁通链可正可负。 互感磁通链的方向由它的电流方向、线圈绕向及相对位置决定。 当互感磁通链的参考方向与自感磁通链的参考方向一致时，彼此相互加强，互感磁通链取正；反之，互感磁通链取负。 互感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。 在电子电路中许多电感性器件之间也存在着互感现象，它会干扰影响电路中信号的传输质量，这是不希望出现的。二互感电压L1L2L1L22121?12?22?11?21i2i1N1N2N2N1u21 设由于线圈L1中电流的变化而在线圈L2中产生的互感电压为 u21，由于线圈L2中电流的变化而在线圈L1中产生的互感电压为u12，由电磁感应定律可知，u21、u12的大小分别为--(b)u12u22++u11--(a)++ 对线性电感，M12和 M21相等，记为 M。 当实际线圈周围没有铁磁性物质时，可认为M 为常数，它不随时间、电流值变化，其值大小只与线圈的几何尺寸、匝数、相对位置和磁介质有关。 当用铁磁材料做耦合电路时，M 将不是常数。 两互感线圈之间电磁感应现象的强弱程度不仅与它们的互感系数有关，还与它们各自的自感系数有关，并且取决于两线圈之间磁链耦合的松紧程度，表征两线圈之间磁链耦合的松紧程度用耦合系数k来表示。 通常一个线圈产生的磁通不能全部穿过另一个线圈，故一般情况下，k总是小于1，k越大表示漏磁通越小，两个线圈耦合得越紧。 当漏磁通很小且可忽略不计时，k=1，这种理想情况称为全耦合；若两线圈之间无互感，则M=0，k=0。故K的取值范围是 当两线圈靠得很近且轴线相互平行时，k值就越大；若两个线圈紧密地绕在一起，则k值就接近于1；若两线圈离得很远或轴线相互垂直时，k值就越小，甚至接近零。 当两个线圈的匝数和几何尺寸一定时，耦合系数k的大小主要与两线圈的相互位置有关。 在电子技术和电力变压器中，为了更有效地传输信号或功率，总是采用极紧密的耦合，使k值尽可能接近于1，一般采用铁磁性材料制成铁心即可达到目的。 在工程上有时也要尽量减小互感的作用，以避免线圈之间的相互干扰，这方面除了采用屏蔽手段外，一个有效的方法就是合理布置这些线圈的相互位置。一、使用电气设备时防止触电的保护措施由于电气设备的绝缘损坏或安装不合理等原因出现金属外壳带电的故障称为漏电。一、使用电气设备时防止触电的保护措施由于电气设备的绝缘损坏或安装不合理等原因出现金属外壳带电的故障称为漏电。一、使用电气设备时防止触电的保护措施由于电气设备的绝缘损坏或安装不合理等原因出现金属外壳带电的