电工技术应用 教学课件 作者 叶水春 项目5(刘曼).ppt

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1、项目五　电磁电路的性能与测试任务一同名端的判别在电力、通信等系统中，互感现象得到了广泛的应用，例如我们经常用到的变压器、互感器等都是根据互感原理制成的。了解互感现象、掌握互感线圈的性能、判别互感线圈的同名端，在电工技术中是十分必要的。一、任务分析二、相关知识1.互感现象和互感电压（1）互感现象当通以线圈的电流发生变化时，不仅在本身线圈中产生自感电压，而且还会使邻近的线圈产生感应电压，这种现象称为互感现象。彼此间具有互感应的线圈称为耦合线圈。如图5-1所示，两个匝数分别为N1、N2的线圈相邻放置，线圈1通以变化

2、的电流i1，产生的磁通为Φ11，设全部的Φ11均与N1交链，则在本线圈中产生自感磁链Ψ11=N1Φ11，而且i1产生的磁通还有一部分Φ21与线圈2交链产生互感磁链Ψ21=N2Φ21.任务一同名端的判定图5-1两个互感线圈1.互感现象和互感电压（1）互感现象我们把互感磁链与产生它的电流的比值定义为互感系数，简称互感，用M表示。线性线圈的互感与自感一样，均为与电流无关的常数，仅取决于线圈本身的匝数、尺寸、形状，并且互感还与两线圈的相对位置有关。互感的单位为亨（H）。通常我们用耦合系数来表示两线圈耦合的紧密程度。耦

3、合系数的定义式为：任务一同名端的判定二、相关知识二、　相关知识1.互感现象和互感电压（2）互感电压由自感磁链在自身线圈感应的电压称为自感电压。当uL与i取关联正方向时，由互感磁链在邻近线圈感应的电压称为互感电压。任务一同名端的判定二、相关知识2.同名端（1）定义当两线圈的某端分别流入同向电流时，若电流产生的磁通相互增强，则称这两端互为同名端，以相同的符号标记；反之，则互为异名端。同名端又称为同极性端，即某一电流在两个耦合线圈中所产生的自感电压和互感电压极性相同的端。任务一同名端的判定二、相关知识2.同名端（1

4、）定义由于自感电压u11与互感电压u21的实际方向相对同名端一致，故两者的参考方向也取相对同名端一致，而自感电压u11的参考方向与电流i1的参考方向通常取为一致，故互感电压u21的参考方向与产生它的电流i1的参考方向也取为相对同名端一致，这样，互感电压的表达式就为：任务一同名端的判定二、相关知识2.同名端（2）判定同名端对于已知相对位置和绕向的耦合线圈可以用磁通相互增强的原则来确定同名端。而对于无法判断绕向的线圈，可用实验的方法测定同名端。①直流法②交流法任务一同名端的判定二、相关知识3.互感电路（1）串联两

5、个耦合线圈由于同名端的存在，有两种串联方式：一种为顺向串联，即两线圈的异名端相接；另一种为反向串联，即两线圈的同名端相接。①顺向串联如图5-6所示为两顺向串联的耦合线圈，在接通正弦电压的情况下，根据KVL列出电压方程，写成向量形式：Ù=Ù1+Ù2=(R1+jωL1+jωM)Ì+(R2+jωL2+jωM)Ì或者用向量形式表示：任务一同名端的判定二、相关知识3.互感电路（1）串联②反向串联如图5-7所示为两反串耦合线圈，依同名端一致原则，电流及各电压的参考方向标注如图，可列电压方程为：Ù=Ù1+Ù2=(R1+jω

6、L1﹣jωM)Ì+(R2+jωL2﹣jωM)Ì或者表示为：根据LS和Lf可以求出两线圈的互感：任务一同名端的判定二、相关知识3.互感电路（2）并联由于有同名端，两耦合线圈并联时也有两种情况.一种是两耦合线圈的同名端并在一起，称为同侧并联；另一种是两耦合线圈的异名端并在一起，称为异侧并联。①同侧并联Ù=R1Ì1+jωL1Ì1+jωM(Ì﹣Ì1)=jωMÌ+(R1+jωL1﹣jωM)Ì1Ù=R2Ì2+jωL2Ì2+jωM(Ì﹣Ì2)=jωMÌ+(R2+jωL2﹣jωM)Ì2任务一同名端的判定二、相关知识3.互感电

7、路（2）并联②异侧并联Ù=﹣jωMÌ+(R1+jωL1+jωM)Ì1Ù=﹣jωMÌ+(R2+jωL2+jωM)Ì2③一端连接两耦合线圈的连接方式除了串、并联外，还有一种连接方式称为一端连接，即两线圈只有一端连在一起，另外两端以及公共端这三个端钮与外电路相连，如图5-14所示。图5-14(a)中两耦合线圈的同名端相连，这种连接方式称为同侧相联；图5-14(b)是两异名端相连，称为异侧相联。任务一同名端的判定二、相关知识3.互感电路（2）并联③一端连接可列出其端钮间的电压方程：Ù13=jωL1Ì1±jωMÌ2Ù2

8、3=jωL2Ì2±jωMÌ1利用Ì=Ì1+Ì2，将上式变换为：Ù13=jω（L1M)Ì1±jωMÌÙ23=jω（L2M)Ì2±jωMÌ任务一同名端的判定三、任务实施同名端的判别(1)测试名称：互感线圈同名端的判别。(2)任务内容：变压器同名端的直流测试法、交流测试法。(3)任务要求：正确使用测试仪表；根据指定方法，判别变压器的同名端。(4)测试电路：如图5-17、图5-18所示。(5)测试程序：①直