电路-互感与理想变压器ppt课件.ppt

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1、第六章互感与理想变压器重点1.互感和互感电压2.有互感电路的计算3.理想变压器6.1耦合电感元件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与变压器元件，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21N1N2图6.1-1耦合电感元件两个靠得很近的电感线圈，第

2、一个线圈通电流i1，它所激发的磁通为￠11(自磁通)，其中一部分磁通￠21,它不但穿过第一个线圈，同时也穿过第二个线圈。同样，若在第二个线圈中通电流i2，它激发的磁通为￠22。￠22中的一部分￠12，它不但穿过第二个线圈，也穿过第一个线圈。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：式1表明穿越第二个线圈的互磁链与激发该互磁链的第一个线圈中电流之比，称为线圈1对线圈2的互感系数。式2表明穿越第一个线圈的互磁链与

3、激发该互磁链的第二个线圈中电流之比，称为线圈2对线圈1的互感系数。明确（1）两线圈的互感系数一定小于等于两线圈自感系数的几何平均值，即（2）L总为正值，M值有正有负.可以证明所以，后面我们不再区分M12与M21，都用M表示。若M为常数且不随时间、电流值变化，则称为线性时不变互感，我们只讨论这类互感。互感的单位与自感相同,也是亨利(H)。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与线圈的结构、相互几何位置、空间磁

4、介质有关图6.1-2耦合系数k与线圈相互位置的关系互感现象利用——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、电流关系当自磁通与互磁通方向一致时，称磁通相助，如图6.1-3所示。在这种情况下，交链线圈1、2的磁链分别为:上式中，ψ11、ψ22分别为线圈1、2的自磁链；

5、ψ12、ψ21分别为两线圈的互磁链。图6.1-3磁通相助的耦合电感设两线圈上电压、电流参考方向关联，即其方向与各自磁通的方向符合右手螺旋关系，则如果自磁通与互磁通方向相反，称磁通相消，如图6.1-4所示。这种情况，交链线圈1、2的磁链分别为图6.1-4磁通相消的耦合电感所以在正弦交流电路中，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）与电流的参考方向有关。（2）与线圈的相对位置和绕向有关。注由上述分析可见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

6、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，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

7、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。在图6.1-5所示那样，设电流i1、i2分别从a端、c端流入，就认为(判定)磁通相助。图6.1-5互感线圈的同名端如果再设线圈上电压、电流参考方向关联，那么两线圈上电压分别为如果像图6.1-6所示那样，设i1仍是从a端流入，i2不是从c端流入，而是从c端流出，就认为(判定)磁通相消。可见，两互感线圈上电压与其上电流参考方向关联，所以图6.1-6　磁通相消情况时的互感线

8、圈模型同名端的实验测定：i11'22'**RSV+–电压表正偏。如图电路，当闭合开关S时，i增