《耦合电感电路分析》PPT课件

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1、第10章含有耦合电感的电路重点1.互感和互感电压2.有互感电路的计算3.空心变压器和理想变压器10.1互感1.互感耦合电感元件属于多端元件，在实际电路中，如收音机、电视机中的中周线圈、振荡线圈，整流电源里使用的变压器等都是耦合电感元件，熟悉这类多端元件的特性，掌握包含这类多端元件的电路问题的分析方法是非常必要的。线圈1中通入电流i1时，在线圈1中产生磁通(magneticflux)，同时，有部分磁通穿过临近线圈2，这部分磁通称为互感磁通。两线圈间有磁的耦合。+–u11+–u21i11121N1N

2、2定义：磁链(magneticlinkage)，=N当线圈周围无铁磁物质(空心线圈)时，与i成正比,当只有一个线圈时：当两个线圈都有电流时，每一线圈的磁链为自磁链与互磁链的代数和：注（1）M值与线圈的形状、几何位置、空间媒质有关，与线圈中的电流无关，满足M12=M21（2）L总为正值，M值有正有负.2.耦合系数(couplingcoefficient)用耦合系数k表示两个线圈磁耦合的紧密程度。当k=1称全耦合:漏磁Fs1=Fs2=0即F11=F21，F22=F12一般有：耦合系数k与线圈的结

3、构、相互几何位置、空间磁介质有关互感现象利用——变压器：信号、功率传递避免——干扰克服：合理布置线圈相互位置或增加屏蔽减少互感作用。当i1为时变电流时，磁通也将随时间变化，从而在线圈两端产生感应电压。当i1、u11、u21方向与符合右手螺旋时，根据电磁感应定律和楞次定律：当两个线圈同时通以电流时，每个线圈两端的电压均包含自感电压和互感电压：自感电压互感电压3.耦合电感上的电压、电流关系在正弦交流电路中，其相量形式的方程为两线圈的自磁链和互磁链相助，互感电压取正，否则取负。表明互感电压的正、负：（1

4、）与电流的参考方向有关。（2）与线圈的相对位置和绕向有关。注4.互感线圈的同名端对自感电压，当u,i取关联参考方向，u、i与符合右螺旋定则，其表达式为上式说明，对于自感电压由于电压电流为同一线圈上的，只要参考方向确定了，其数学描述便可容易地写出，可不用考虑线圈绕向。i1u11对互感电压，因产生该电压的的电流在另一线圈上，因此，要确定其符号，就必须知道两个线圈的绕向。这在电路分析中显得很不方便。为解决这个问题引入同名端的概念。当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或流出，若所产生的磁通相互加强时

5、，则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。**同名端i1+–u11+–u21110N1N2+–u31N3si2i3△△注意：线圈的同名端必须两两确定。确定同名端的方法：(1)当两个线圈中电流同时由同名端流入(或流出)时，两个电流产生的磁场相互增强。i11'22'**11'22'3'3**例(2)当随时间增大的时变电流从一线圈的一端流入时，将会引起另一线圈相应同名端的电位升高。同名端的实验测定：i11'22'**RSV+–电压表正偏。如图电路，当闭合开关S时，i增加，当两组线圈装在

6、黑盒里，只引出四个端线组，要确定其同名端，就可以利用上面的结论来加以判断。由同名端及u、i参考方向确定互感线圈的特性方程有了同名端，以后表示两个线圈相互作用，就不再考虑实际绕向，而只画出同名端及参考方向即可。i1**u21+–Mi1**u21–+Mi1**L1L2+_u1+_u2i2Mi1**L1L2+_u1+_u2i2Mi1**L1L2+_u1+_u2i2Mi1**L1L2+_u1+_u2i2M例写出图示电路电压、电流关系式例i1**L1L2+_u2MR1R2+_u21010i1/At/s解1

7、0.2含有耦合电感电路的计算1.耦合电感的串联（1）顺接串联iRLu+–iM**u2+–R1R2L1L2u1+–u+–去耦等效电路（2）反接串联互感不大于两个自感的算术平均值。iM**u2+–R1R2L1L2u1+–u+–iRLu+–顺接一次，反接一次，就可以测出互感：全耦合时当L1=L2时,M=L4M顺接0反接L=互感的测量方法：在正弦激励下：**+–R1R2jL1+–+–jL2jM+–相量图：(a)顺接(b)反接（1）同侧并联i=i1+i2解得u,i的关系：2.耦合电感的并联**Mi2

8、i1L1L2ui+–等效电感：如全耦合：L1L2=M2当L1L2，Leq=0(物理意义不明确)L1=L2，Leq=L(相当于导线加粗，电感不变)（2）异侧并联**Mi2i1L1L2ui+–i=i1+i2解得u,i的关系：等效电感：3.耦合电感的T型等效（1）同名端为共端的T型去耦等效**jL1123jL2jMj(L1-M)123jMj(L2-M)（2）异名端为共端的T型去耦等效**jL1123jL2jMj(L1＋M)123－jMj(L2＋M)