第七章耦合電感與變壓器ppt課件

1、第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 第七章第七章 耦合電感與變壓器耦合電感與變壓器首首 頁頁本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)互感互感7.1含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算7.2空心變壓器空心變壓器7.3理想變壓器理想變壓器7.4第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 l重點(diǎn)重點(diǎn) 1. 1.互感和互感電壓互感和互感電壓 2. 2.有互感電路的計(jì)算有互感電路的計(jì)算 3. 3.變壓器和理想變壓器原理變壓器和理想變壓器原理返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 7.1 7.1 互感互感 耦合電感元件屬于多端元件，在實(shí)際

2、電路中，耦合電感元件屬于多端元件，在實(shí)際電路中，如收音機(jī)、電視機(jī)中的中周線圈、振蕩線圈，整如收音機(jī)、電視機(jī)中的中周線圈、振蕩線圈，整流電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟流電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟悉這類多端元件的特性，掌握包含這類多端元件悉這類多端元件的特性，掌握包含這類多端元件的電路問題的分析方法是非常必要的。的電路問題的分析方法是非常必要的。下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 1. 1. 互感互感線圈線圈1 1中通入電流中通入電流i1i1時(shí)，在線圈時(shí)，在線圈1 1中產(chǎn)生磁通，中產(chǎn)生磁通，同時(shí)，有部分磁通穿過臨近線圈同時(shí)，有

3、部分磁通穿過臨近線圈2 2，這部分磁通稱，這部分磁通稱為互感磁通。兩線圈間有磁的耦合。為互感磁通。兩線圈間有磁的耦合。下 頁上 頁 21+u11+u21i111N1N2定義定義 ：磁鏈：磁鏈 ， =N 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 空心線圈，空心線圈， 與與i i 成正比。當(dāng)只有一個(gè)線圈時(shí)：成正比。當(dāng)只有一個(gè)線圈時(shí)： 1111 11 (H)LiL為數(shù)單。自自感感系系，位位亨亨 當(dāng)兩個(gè)線圈都有電流時(shí)，每一線圈的磁鏈為當(dāng)兩個(gè)線圈都有電流時(shí)，每一線圈的磁鏈為自磁鏈與互磁鏈的代數(shù)和：自磁鏈與互磁鏈的代數(shù)和： 111121 112 2 LiM i 222212

4、221 1 L iM i 1221 (H)MM稱、為數(shù)單?；セジ懈邢迪?，位位亨亨 M值與線圈的形狀、幾何位置、空間媒質(zhì)有關(guān)，與線圈中的電流無關(guān)，滿足M12=M21 L L 總為正值，總為正值，M M 值有正有負(fù)。值有正有負(fù)。下 頁上 頁注意注意 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 2. 2. 耦合系數(shù)耦合系數(shù) 用耦合系數(shù)用耦合系數(shù)k k 表示兩個(gè)線表示兩個(gè)線圈磁耦合的緊密程度。圈磁耦合的緊密程度。121defLLMkk=1 稱全耦合: 漏磁 F s1 =Fs2=011 21 ，22 122121221121 12 2112212()()1MiMiMMkL L

5、Li L iL L 滿足：滿足： 耦合系數(shù)耦合系數(shù)k k與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、空間磁介質(zhì)有關(guān)?？臻g磁介質(zhì)有關(guān)。下 頁上 頁注意注意 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象利用利用變壓器：信號、功率傳遞變壓器：信號、功率傳遞防止防止干擾干擾抑制：合理布置線圈相互位置或增加屏蔽減少互感抑制：合理布置線圈相互位置或增加屏蔽減少互感 作作 用。用。下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 當(dāng)當(dāng)i1i1為時(shí)變電流時(shí)，磁通也將隨時(shí)間變化，從為時(shí)變電流時(shí)，磁通也將隨時(shí)間變化，從而在線

6、圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。而在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。111111dd ddiuLtt當(dāng)當(dāng)i1i1、u11u11、u21u21方向與方向與 符合右手螺旋時(shí)，符合右手螺旋時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律：根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律：21121dd dd iuMtt自感電壓自感電壓互感電壓互感電壓3. 3. 耦合電感上的電壓、電流關(guān)系耦合電感上的電壓、電流關(guān)系下 頁上 頁 當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)通以電流時(shí)，每個(gè)線圈兩當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)通以電流時(shí)，每個(gè)線圈兩端的電壓均包含自感電壓和互感電壓。端的電壓均包含自感電壓和互感電壓。返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 在正弦交流電路中，其相量形

7、式的方程為：在正弦交流電路中，其相量形式的方程為： 12111222jjjjUL IM IUM IL I 1211112112221222dd dddd ddiiuuuLMttiiuuuMLtt 111121 112 2 LiM i 222212 221 1 L iM i 下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 兩線圈的自磁鏈和互磁鏈相助，互感電壓兩線圈的自磁鏈和互磁鏈相助，互感電壓取正，否則取負(fù)。表明互感電壓的正、負(fù)：取正，否則取負(fù)。表明互感電壓的正、負(fù)： （1 1與電流的參考方向有關(guān)；與電流的參考方向有關(guān)； （2 2與線圈的相對位置和繞向有關(guān)。與

8、線圈的相對位置和繞向有關(guān)。下 頁上 頁注意注意 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 4.4.互感線圈的同名端互感線圈的同名端對自感電壓，當(dāng)對自感電壓，當(dāng)u, i u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向，取關(guān)聯(lián)參考方向，u u、i i與與 符合右螺旋定則，其表達(dá)式為：符合右螺旋定則，其表達(dá)式為：111111111ddd d dd iuNLttt 上式說明，對于自感電壓由于電壓電流為同上式說明，對于自感電壓由于電壓電流為同一線圈上的，只要參考方向確定了，其數(shù)學(xué)描述一線圈上的，只要參考方向確定了，其數(shù)學(xué)描述便可容易地寫出，可不用考慮線圈繞向。便可容易地寫出，可不用考慮線圈繞向。

9、下 頁上 頁i1u11返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 對互感電壓，因產(chǎn)生該電壓的電流在另一線圈對互感電壓，因產(chǎn)生該電壓的電流在另一線圈上，因而，要確定其符號，就必須知道兩個(gè)線圈上，因而，要確定其符號，就必須知道兩個(gè)線圈的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。為解決的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。為解決這個(gè)問題引入同名端的概念。這個(gè)問題引入同名端的概念。下 頁上 頁 當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對應(yīng)端子同當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對應(yīng)端子同時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對應(yīng)端子稱為兩互感線圈的同名端。

10、則這兩個(gè)對應(yīng)端子稱為兩互感線圈的同名端。 同名端同名端返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 1121213131dd ddiiuMuMtt *i1i2i3線圈的同名端必須兩兩確定。線圈的同名端必須兩兩確定。下 頁上 頁注意注意 +u11+u2111 0N1N2+u31N3 s返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 確定同名端的方法：確定同名端的方法：(1)當(dāng)兩個(gè)線圈中電流同時(shí)由同名端流入(或流出)時(shí)，兩個(gè)電流產(chǎn)生的磁場相互增強(qiáng)。i1122*112233* 例例(2)當(dāng)隨時(shí)間增大的時(shí)變電流從一線圈的一端流入時(shí)，將會引起另一線圈相應(yīng)

11、同名端的電位升高。下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 +V 同名端的實(shí)驗(yàn)測定：同名端的實(shí)驗(yàn)測定：i1122*電壓表正偏。電壓表正偏。22dd 0, 0ddiiuMtt如圖電路，當(dāng)閉合開關(guān)如圖電路，當(dāng)閉合開關(guān) S S 時(shí)，時(shí)，i i 增加，增加， 當(dāng)兩組線圈裝在黑盒里，只引出四個(gè)端線當(dāng)兩組線圈裝在黑盒里，只引出四個(gè)端線組，要確定其同名端，就可以利用上面的結(jié)論組，要確定其同名端，就可以利用上面的結(jié)論來加以判斷。來加以判斷。下 頁上 頁RS+-i返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 由同名端及由同名端及u u、i i參

12、考方向確定互感線圈的特性方參考方向確定互感線圈的特性方程程 有了同名端，表示兩個(gè)線圈相互作用時(shí)，就有了同名端，表示兩個(gè)線圈相互作用時(shí)，就不需考慮實(shí)際繞向，而只畫出同名端及不需考慮實(shí)際繞向，而只畫出同名端及u u、i i參考參考方向即可。方向即可。121ddiuMt121ddiuMt 下 頁上 頁i1*u21+Mi1*u21+M返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 1211ddddiiuLMtt1222ddddiiuMLtt1211ddddiiuLMtt1222ddddiiuMLtt 例例寫寫出出圖圖示示電電路路電電壓、壓、電電流流關(guān)關(guān)系系式式下 頁上 頁*i1

13、L1L2+_u1+_u2i2M*i1*L1L2+_u1+_u2i2M+*i1*L1L2_u1_u2i2M*i1*L1L2+_u1+_u2i2M返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 例例21010i1/At/s112210 ,5H,2H,1H,( )( )RLLMu tu t已已知知求求和和1210V 01sd( )10V 12sd0 2tiu tMttt 解解11 11100 50V 01sd( )100 150V 12sd0 2ttiu tRiLtttt 110 01s20 10 12s0 2ttittt 下 頁上 頁M*R1R2i1L1L2+_u+_u2返

14、 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 7.1.3 耦合電感的儲能耦合電感的儲能 u1，i1和和u2，i2取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，不論同名端如何，式取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，不論同名端如何，式7-11總能成立，即總能成立，即 12111222didiuLMdtdtdidiuMLdtdt 121 12 212121122( )( )( )()()p tp tp tu iu ididididiLMiMLidtdtdtdt 圖圖7-5 耦合電感電路耦合電感電路 耦合線圈的瞬時(shí)功率耦合線圈的瞬時(shí)功率 第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 耦合電感儲存的磁場能

15、量為耦合電感儲存的磁場能量為:112212211122221 12 21 2( )( ) ( )( ) ( )()()1122tttttWpduiduiddidididiLMi dLMi ddtdtdtdtLiL iMii 當(dāng)兩線圈電流的流入端為同名端時(shí)，互感系數(shù)前取當(dāng)兩線圈電流的流入端為同名端時(shí)，互感系數(shù)前取正號；反之，取負(fù)號。由于耦合電感是無源元件，因正號；反之，取負(fù)號。由于耦合電感是無源元件，因此它任何時(shí)刻的儲能都不可能為負(fù)值。此它任何時(shí)刻的儲能都不可能為負(fù)值。第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器

16、器 7.2 7.2 含有耦合電感電路的計(jì)算含有耦合電感電路的計(jì)算1. 1. 耦合電感的串聯(lián)耦合電感的串聯(lián) 順接串聯(lián)順接串聯(lián)1122ddddddddiiiiuRiLMLMR ittttMLLLRRR2 2121去耦等效電路去耦等效電路下 頁上 頁iM*u2+R1R2L1L2u1+u+iRLu+d diRiLt1212d ()(2)diRR iLLMt返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 反接串聯(lián)反接串聯(lián)MLLLRRR2 212111221212dddddddddd ()(2)ddiiiiuRiLMLMR ittttiiRR iLLMRiLtt121()2MLL1

17、2 20LLLM下 頁上 頁iM*u2+R1R2L1L2u1+u+iRLu+注意注意 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 順接一次，反接一次，就可以測出互感：順接一次，反接一次，就可以測出互感：4反順LLM全耦合時(shí)全耦合時(shí) 12ML L1212122122 2 ()LLLMLLL LLL當(dāng)當(dāng) L1=L2 時(shí)時(shí) , M=L4M 順接0 反接L=互感的測量方法：互感的測量方法：下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 在正弦激勵(lì)下：在正弦激勵(lì)下：* 1212()j (2)URRI LLM I下 頁上 頁 1Uj L1j

18、L2 2Uj M U I+R1+返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 * I 1R I 1j L I j M I 2R I 2j L I j M I 1U 2U U I 1R I 1j L I j M I 2R I 2j L I j M I 1U 2U U相量圖：相量圖：(a) (a) 順接順接(b) (b) 反接反接下 頁上 頁 1Uj L1j L2 2Uj M U I+R1+返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 同側(cè)并聯(lián)同側(cè)并聯(lián)121ddddiiuLMtt21212()d2dL LMiuLLMti = i1 +i2 解得解

19、得u, i u, i 的關(guān)系：的關(guān)系：2. 2. 耦合電感的并聯(lián)耦合電感的并聯(lián)212ddddiiuLMtt下 頁上 頁i1*Mi2L1L2ui+返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 異側(cè)并聯(lián)異側(cè)并聯(lián)121ddddiiuLMtti = i1 +i2 212ddddiiuLMtt21212()d2dL LMiuLLMt解得解得u, i u, i 的關(guān)系：的關(guān)系：等效電感：等效電感：0 2)(21221MLLMLLLeq下 頁上 頁*i1*Mi2L1L2ui+返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 7.2.3 “7.2.3 “三端三端

20、耦合電感的去耦耦合電感的去耦 “三端三端耦合電感如圖耦合電感如圖7-11所示，它是由兩個(gè)串聯(lián)耦合線所示，它是由兩個(gè)串聯(lián)耦合線圈從連接點(diǎn)引出一個(gè)公共端所構(gòu)成的。由于串聯(lián)線圈有順圈從連接點(diǎn)引出一個(gè)公共端所構(gòu)成的。由于串聯(lián)線圈有順接和反接之分，因而接和反接之分，因而“三端三端耦合電感也有順接和反接之耦合電感也有順接和反接之分。如圖分。如圖7-11(a)和和(b)所示。所示。（a同名端相連同名端相連 （b異名端相連異名端相連 下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 （a同名端相連同名端相連 （b異名端相連異名端相連 圖圖7-12 T形電路形電路在圖在圖7-1

21、1(a)中，由耦合電感的伏安關(guān)系可得中，由耦合電感的伏安關(guān)系可得 12111222didiuLMdtdtdidiuMLdtdt 由圖由圖7-12及及KVL定律可得定律可得11122212()()abcbdiduLLiidtdtdiduLLiidtdt下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 12111222didiuLMdtdtdidiuMLdtdt 11122212()()abcbdiduLLiidtdtdiduLLiidtdt整理得整理得121122()()abbbcbdidiuLLLdtdtdidiuLLLdtdt可見，若令可見，若令 1abLL

22、LbML2cbLLL即即 12abcLLMLMLLM下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 （c同名端去耦等效電路同名端去耦等效電路 （a同名端相連同名端相連（b異名端相連異名端相連（d異名段去耦等效電路異名段去耦等效電路 同理，對于如圖7-11(b)所示的異名端“三端耦合電感，也可與T型電感電路等效，等效電路如圖7-11d所示。 下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 (L1M)1i2iM(L2M)下 頁上 頁*Mi2i1L1L2ui+(L1M)M(L2M)i2i1ui+* *Mi2i1L1L2u1+u2

23、+* *Mi2i1L1L2u1+u2+返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 (a) (b) (c) (d) (e)(f) (g)下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 4. 4. 受控源等效電路受控源等效電路 1211jjUL IM I 2122jjUL IM I下 頁上 頁+*Mi2i1L1L2u1u2j L1 1I 2Ij L2 1jM I+2jMI+1U2U返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 5. 5. 有互感電路的計(jì)算有互感電路的計(jì)算 在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，有互感的電路的計(jì)算仍

24、應(yīng)用在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，有互感的電路的計(jì)算仍應(yīng)用前面介紹的相量分析方法。前面介紹的相量分析方法。 注意互感線圈上的電壓除自感電壓外，還應(yīng)包含注意互感線圈上的電壓除自感電壓外，還應(yīng)包含互感電壓。互感電壓。 一般采用支路法和回路法計(jì)算。一般采用支路法和回路法計(jì)算。下 頁上 頁例例1列寫電路的回路列寫電路的回路電流方程。電流方程。MuS+CL1L2R1R2*+ki1i1返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 1111 323(j)jj()SRL IL IM IIU 2222 3131(j)jj()RL IL IM IIkI1231 12231321(jjj)jjj()j

25、()0LLIL IL ICM IIM II下 頁上 頁*ki1+2MR1i113解解uS+CL1L2R2*返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 例例3圖示互感電路已處于穩(wěn)態(tài)，圖示互感電路已處于穩(wěn)態(tài)，t = 0 t = 0 時(shí)開關(guān)打開，時(shí)開關(guān)打開，求求t 0+t 0+時(shí)開路電壓時(shí)開路電壓u2(t)u2(t)。下 頁上 頁*0.2H0.4HM=0.1H+1040Vu2+10510解解副邊開路，對原邊回路無影響，開路電壓副邊開路，對原邊回路無影響，開路電壓u2(t)u2(t)中只有互感電壓。先應(yīng)用三要素法求電流中只有互感電壓。先應(yīng)用三要素法求電流i(t).i(t).

26、i401(0 )(0 )1A10/10152ii返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 0t 0.20.01s20t ( )0i 100( )( ) (0 )( )Atti tiiiee 1001002dd( )0.1()10Vddttiu tMeett 下 頁上 頁*0.2H0.4HM=0.1H10u2+10返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 7.3 7.3 空心變壓器空心變壓器 變壓器由兩個(gè)具有互感的線圈構(gòu)成，一個(gè)線圈變壓器由兩個(gè)具有互感的線圈構(gòu)成，一個(gè)線圈接向電源，另一線圈接向負(fù)載，變壓器是利用互感接向電源，另一線圈接向

27、負(fù)載，變壓器是利用互感來實(shí)現(xiàn)從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳輸能量或信號的來實(shí)現(xiàn)從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳輸能量或信號的器件。當(dāng)變壓器線圈的芯子為非鐵磁材料時(shí)，稱空器件。當(dāng)變壓器線圈的芯子為非鐵磁材料時(shí)，稱空心變壓器。心變壓器。1.1.變壓器電路工作在線性段）變壓器電路工作在線性段）原邊回路原邊回路副邊回路副邊回路下 頁上 頁* 1Ij L1 2Ij L2j M+ SUR1R2Z=R+jX返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 2. 2. 分析方法分析方法 方程法分析方程法分析 12S11(j )jR L IM IU 1222j(j)0M IRLZ I令令 Z11=R1+

28、jZ11=R1+j L1 L1， Z22=(R2+R)+j(Z22=(R2+R)+j( L2+X)L2+X)回路方程：回路方程： 12S11jZ IM IU 1222j0M IZI下 頁上 頁 1I*jL1jL2j M+ SUR1R2Z=R+jX 2I返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 S121122 ()UIMZZ 2Sin11221() UMZZZI S22112222S2112211j()()j1 ()MUIMZZZMUMZZZ 等效電路法分析等效電路法分析下 頁上 頁 1I+ SUZ11222()MZ+ ocU 2IZ22211()MZ原邊原邊等效等

29、效電路電路副邊副邊等效等效電路電路返 回根據(jù)以上表示式得等效電路。根據(jù)以上表示式得等效電路。第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 22222222222222222222222222222()j jjlllM MZZRX M R M XRXRXRXlRlXin11, ZZ當(dāng)邊開副副路路副邊對原邊的引入阻抗。副邊對原邊的引入阻抗。引入電阻。恒為正引入電阻。恒為正 , , 表示副邊回路吸收表示副邊回路吸收的功率是靠原邊供給的。的功率是靠原邊供給的。引入電抗。負(fù)號反映了引入電抗與付邊引入電抗。負(fù)號反映了引入電抗與付邊電抗的性質(zhì)相反。電抗的性質(zhì)相反。下 頁上 頁lZ 1I+

30、 SUZ11222()MZ原邊等效電路原邊等效電路注意注意 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 引入阻抗反映了副邊回路對原邊回路的影響。引入阻抗反映了副邊回路對原邊回路的影響。原副邊雖然沒有電的聯(lián)接，但互感的作用使副邊產(chǎn)原副邊雖然沒有電的聯(lián)接，但互感的作用使副邊產(chǎn)生電流，這個(gè)電流又影響原邊電流電壓。生電流，這個(gè)電流又影響原邊電流電壓。能量分析能量分析電源發(fā)出有功電源發(fā)出有功 P= I12(R1+Rl)I12R1 消耗在原邊；I12Rl 消耗在副邊下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 Soc111jjMUUMIZ2

31、11()MZ原邊對副邊的引入阻抗。原邊對副邊的引入阻抗。 利用戴維寧定理可以求得變壓器副邊利用戴維寧定理可以求得變壓器副邊的等效電路的等效電路 。副邊開路時(shí)，原邊電流在副邊副邊開路時(shí)，原邊電流在副邊產(chǎn)生的互感電壓。產(chǎn)生的互感電壓。副邊等效電路副邊等效電路下 頁上 頁+ ocU 2IZ22211()MZ注意注意 去耦等效法分析去耦等效法分析 對含互感的電路進(jìn)行去耦等效，再進(jìn)行分析。對含互感的電路進(jìn)行去耦等效，再進(jìn)行分析。返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 *知知 US=20 V , 原邊引入阻抗原邊引入阻抗 Zl=10j10.求求: ZX : ZX 并求負(fù)載獲

32、得的有功功率并求負(fù)載獲得的有功功率. .2222410j10j10lX MZZZ0.2j9.8 XZ負(fù)載獲得功率：負(fù)載獲得功率：22010 W10 10RlPPR引（）2S11* , 10 W4lUZZPR實(shí)際是最佳匹配：實(shí)際是最佳匹配：例例1解解下 頁上 頁j10 2Ij10j2+ SU10ZX10+j10Zl+ SU返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 L1=3.6H , L2=0.06H , M=0.465H , R1=20W , R2=0.08W , RL=42W , w =314rad/s,o115 0 VsU 12: , .II求求應(yīng)用原邊應(yīng)用原邊

33、等效電路等效電路1111j 20j1130.4ZRL2222j 42.0818.85 LZRRLj2222146422j188 846.11 24.1MlXZ.Z例例2解解1下 頁上 頁*j L1 1I 2Ij L2j M+R1R2RLSU 1I+ SUZ11222()MZ返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 S111o115 0 0.111 ( 64.9 )A20j1130.4422j188.8lUIZZ 1222jj1460.11164.942.08j18.8516.225.1 0.351 1 A46.1124.1M IIZ 下 頁上 頁 1I+ SUZ1

34、1222()MZ返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 應(yīng)用副邊等效電路應(yīng)用副邊等效電路OC111jjj1150 j14614.850 V20j1130.4SUUM IMRL解解2下 頁上 頁+ ocU 2IZ22211()MZ2211()146j18.8520j1130.4MZ OC20.353 0 Aj18.542.08j18.85UI 返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 *例例3L1=L2=0.1mH , M=0.02mH , R1=10W , C1=C2=0.01F 問：問：R2=？能吸收最大功率？能吸收最大功率, 求

35、最大功率。求最大功率。o10 0 VsU 解解1111111j( )10ZRLC2222221j( )ZRLRC 106rad/s,12100LL1211100CC20M下 頁上 頁j L1j L2j MR1R2+ SU1/j C21/j C1返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 2222400()lMZZR應(yīng)用原邊等效電路應(yīng)用原邊等效電路當(dāng)當(dāng)11240010lZZRR2=40 時(shí)吸收最大功率2max10(4 10)2.5WP下 頁上 頁102400R 1I+ SU返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 解解2應(yīng)用副邊等效電路應(yīng)

36、用副邊等效電路211400()4010lMZZOC11j20 10jj20V10SUUMZ當(dāng)當(dāng)240lZR時(shí)吸收最大功率時(shí)吸收最大功率2max20 (4 40)2.5WP下 頁上 頁R2+ ocU 2I211()40MZ返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 7.4 7.4 理想變壓器理想變壓器1 21 kMLL 1.1.理想變壓器的三個(gè)理想化條件理想變壓器的三個(gè)理想化條件 理想變壓器是實(shí)際變壓器的理想化模型，是對互理想變壓器是實(shí)際變壓器的理想化模型，是對互感元件的理想科學(xué)抽象，是極限情況下的耦合電感。感元件的理想科學(xué)抽象，是極限情況下的耦合電感。 全耦合全耦合

37、 無損耗無損耗線圈導(dǎo)線無電阻，做芯子的鐵磁線圈導(dǎo)線無電阻，做芯子的鐵磁材料的磁導(dǎo)率無限大。材料的磁導(dǎo)率無限大。 參數(shù)無限大參數(shù)無限大111,2,22, LNL L MnLN但但下 頁上 頁返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 以上三個(gè)條件在工程實(shí)際中不可能滿足，以上三個(gè)條件在工程實(shí)際中不可能滿足，但在一些實(shí)際工程概算中，在誤差允許的范圍內(nèi)，但在一些實(shí)際工程概算中，在誤差允許的范圍內(nèi)，把實(shí)際變壓器當(dāng)理想變壓器對待，可使計(jì)算過程簡把實(shí)際變壓器當(dāng)理想變壓器對待，可使計(jì)算過程簡化?；?。下 頁上 頁注意注意 2.2.理想變壓器的主要性能理想變壓器的主要性能i1122N1

38、N2 變壓關(guān)系變壓關(guān)系1211221k 111dduNdtdt222dduNdtdt返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 nNNuu2121假假設(shè)設(shè)下 頁上 頁*n:1+_u1+_u2理想變壓器模型理想變壓器模型注意注意 nNNuu2121*n:1+_u1+_u2返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 *+_u1+_u2i1L1L2i2M理想變壓器模型理想變壓器模型*n:1+_u1+_u2i1i2 變流關(guān)系變流關(guān)系1211ddddiiuLMtt1120111( )( )( )tMi tudi tLL考慮理想化條件：考慮理想化條件：1 21 kMLL 11212, N NLL Ln02111LMLLn下 頁上 頁)(1)(21tinti返 回第第 七七 章章 耦耦 合合 電電 感感 與與 變變 壓壓 器器 若若i1、i2一個(gè)從同名端流入，一個(gè)從同一個(gè)從同名端流入，一個(gè)從同名端流出，則有：名端流出，則有：下 頁上 頁注意注意 *n:1+_u1+_u2i1i2)(1)(21tinti 變阻抗關(guān)系變阻抗關(guān)系22122122 ()1/UnUUnn ZInII注意注意 理想變壓器的阻抗變換只改變阻抗的