2019第6章-互感耦合电路课件.ppt

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1、第六章互感耦合电路6.1互感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。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。i1φ1L1L2uL1uM2φ121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

2、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，由互感现象产生的感应电压称为互感电压：i1φ1L1L2uL1uM2φ12i2φ2φ21uL2uM12互感电压中的“M”称为互感系数，单位和自感系数L相同，都是亨利[H]。互感系数简称互感，其大小只与相邻两线圈的几何尺寸、线圈的匝数、相互位置及线圈所处位置媒质的磁导率有关。互感的大小反映了两相邻线圈之间相互感应的强弱程度。3互感现象的应用和危害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

3、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。4二、耦合系数两互感线圈之间电磁感应现象的强弱程度不仅与它们之间的互感系数有关，还与它们各自的自感系数有关。我们把表征两线圈之间耦合的程度用耦合系数“k”来表示：通常一个线圈产生的磁通不

4、能全部穿过另一个线圈，所以一般情况下耦合系数k<1，若漏磁通很小且可忽略不计时：k=1；若两线圈之间无互感，则M=0,k=0。因此，耦合系数的变化范围：0≤k≤1。5三、同名端♣两互感线圈感应电压极性始终保持一致的端子称为同名端。♣电流同时由两线圈上的同名端流入(或流出)时，两互感线圈的磁场相互增强；否则相互消弱。··**用一对符号“●”予以标注，另一对无标志端也是同名端。6分析判断下列线圈的同名端。假设电流同时由1和2流入，两电流的磁场相互增强，因此可以判断：1和2是一对同名端；同理，1'和2'也是一对同名端。1i111'22

5、'·i22**·7分析判断下图两线圈的同名端。已知在开关S闭合时，线圈2两端所接电压表的指针正偏。开关S闭合时，电流由零增大且由1流向1'，由于线圈2与线圈1之间存在互感，所以*+M－US122'1'+－VS正偏当线圈1中的电流变化时，首先要在线圈1中引起一个自感电压，这个自感电压的极性和线圈中的电流成关联方向（吸收电能、建立磁场）；由于两个线圈之间存在互感，所以线圈1中的电流变化必定在线圈2中也要引起互感电压，这个互感电压正是电压表所指示的数值，因电压表正偏，所以互感电压的极性与电压表的极性相符，可以判断：uL－＋*1和2是一

6、对同名端！8依据图中所示参考方向可列出两线圈的伏安关系：自感电压总是与本线圈中通过的电流取关联参考方向，因此前面均取正号；而互感电压前面的正、负号要依据两线圈电流的磁场是否一致。如上图所示两线圈电流产生的磁场方向一致，因此两线圈中的磁场相互增强，这时它们产生的互感电压前面取正号；若两线圈电流产生的磁场相互消弱时，它们产生的感应电压前面应取负号。i1φ1L1L2uL1uM2φ12i2φ2φ21uL2uM19i1φ1L1L2uL1uM2φ12i2φ2φ21uL2uM1依据图中所示参考方向可列出两线圈的电压电流向量关系式：106.2互感

7、线圈的连接6.2.1耦合线圈的串联互感线圈L1和L2相串联时有两种情况：(1)一对异名端相联，另一对异名端与电路相接，这种连接方法称为顺接串联(顺串），下图所示；L1L2i*uL1M*uM2uL2uM11.两线圈顺串时，电流同时由同名端流入（或流出)，因此它们的磁场相互增强，自感电压和互感电压同方向，有：11总电压即两线圈顺串时等效电感量为：对于向量形式也可以表示为：12(2)一对同名端相联，另一对同名端与电路相接，其连接方法称为反接串联(反串)，下图所示：L1L2i*uL1M*uM2uL2uM1同理两线圈反串时等效电感量为：13

8、6.2.2耦合线圈的并联两对同名端分别相联后并接在电路两端，称为同侧相并，如下图所示；L1L2i*uM*i1i2根据图中电压、电流参考方向可得：i=i1+i2解得同侧相并的等效电感量：142.两对异名端分别相联后并接在电路两端，称为异侧相并，如下图