電分課件5第五章理想變壓器和運(yùn)算放大器

1、第五章 理想變壓器和運(yùn)算放大器 51 理想變壓器（1學(xué)時(shí)） 52 運(yùn)算放大器的電路模型（自學(xué)） 53 含運(yùn)放的電阻電路分析（自學(xué)） 54 電路應(yīng)用和計(jì)算機(jī)分析電路實(shí)例（自學(xué)）51 理想變壓器 電子和電力設(shè)備中廣泛使用各種變壓器，為了得到各種變壓器的電路模型，需要定義一種稱為理想變壓器的電路元件。理想變壓器:1、變壓器在電工技術(shù)中的應(yīng)用(1)電力系統(tǒng)：經(jīng)濟(jì)地傳輸、合理地分配、安全地使用 電能;(2)電子設(shè)備中：用作電源變壓器，阻抗變換;(3)專用變壓器：電焊、整流、電爐、自耦變壓器等;2、變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理 初級(jí)(原方) 次級(jí)(付方)u2+-2112兩線圈(繞組)變壓器 結(jié)構(gòu)示意圖鐵芯u1i

2、1-+i2變壓器初級(jí)電壓為4V，次級(jí)電壓為0.125V，變比為32:1。 理想變壓器是根據(jù)鐵心變壓器的電氣特性抽象出來的一種理想電路元件。在鐵心變壓器初級(jí)加上交流信號(hào)時(shí)，次級(jí)可以得到不同電壓的交流信號(hào)。51 理想變壓器 理想變壓器的電壓電流關(guān)系為： 式中參數(shù)n稱為變比。圖中標(biāo)注的一對(duì) 點(diǎn)是表示初級(jí)電壓u1和次級(jí)電壓u2極性關(guān)系的符號(hào)。當(dāng)u1和u2的 + 端均選在標(biāo)有 點(diǎn)的端鈕上時(shí)，表示u1和u2極性相同。 理想變壓器的符號(hào)如圖所示。 理想變壓器的符號(hào)如圖所示。 當(dāng)變壓器的極性改變時(shí): 理想變壓器的電壓電流關(guān)系為： 表征理想變壓器端口特性的VCR方程是兩個(gè)線性代數(shù)方程，因而理想變壓器是一種線性雙

3、口電阻元件。與實(shí)際變壓器不同。它既可工作于交流又可工作于直流，對(duì)電壓、電流的頻率和波形沒有任何限制。 此式說明從初級(jí)進(jìn)入理想變壓器的功率，全部傳輸?shù)酱渭?jí)的負(fù)載中，它本身既不消耗，也不儲(chǔ)存能量。 理想變壓器有兩個(gè)基本性質(zhì)： 1理想變壓器既不消耗能量，也不儲(chǔ)存能量，在任一時(shí)刻進(jìn)入理想變壓器的功率等于零，即 2當(dāng)理想變壓器次級(jí)端接一個(gè)電阻R時(shí)，初級(jí)的輸入電阻為? 2當(dāng)理想變壓器次級(jí)端接一個(gè)電阻R時(shí)，初級(jí)的輸入電阻為n2R。 用外加電源法求得圖示單口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻為: 2當(dāng)理想變壓器次級(jí)端接一個(gè)電阻R時(shí)，初級(jí)的輸入電阻為n2R。 用外加電源法求得圖示單口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻為: 上式表明理想變壓器不僅可以變

4、換電壓和電流，也可以變換電阻?？梢宰C明，上式結(jié)論與理想變壓器初、次級(jí)極性標(biāo)記的位置無關(guān)，因此今后在這種情況下可以不標(biāo)出初、次級(jí)的極性。 例1 求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab。 例1 求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab。 解：先求理想變壓器的次級(jí)負(fù)載電阻： 由RL=5k得到圖(b)所示電路，由此求得： 最后得到圖(c)所示電路。 例2 電路如圖所示。欲使負(fù)載電阻RL=8得最大功率，求理想變壓器的變比和負(fù)載電阻獲得的最大功率。 例2 電路如圖所示。欲使負(fù)載電阻RL=8得最大功 率，求理想變壓器的變比和負(fù)載電阻獲得的最大 功率。 注意：理想變壓器不吸收功率，初級(jí)Ri上的功率等于負(fù)載電阻RL的功率。 例2

5、 電路如圖所示。欲使負(fù)載電阻RL=8得最大功 率，求理想變壓器的變比和負(fù)載電阻獲得的最大 功率。 解：理想變壓器端接負(fù)載電阻RL時(shí)的等效電阻為： 根據(jù)最大功率傳輸定理，Ri獲得最大功率的條件是: 求得： 得到圖(b)所示電路、電阻RL和Ri獲得的最大功率為： 例3 求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab。 例3 求圖示單口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab。 解：理想變壓器的方程為： 用外加電源法求等效電阻。為了計(jì)算方便，在端口外加1V電壓源如圖(b)所示，可求得： 用外加電源法求等效電阻。為了計(jì)算方便，在端口外加1V電壓源如圖(b)所示，可求得： 最后得到等效電阻： 作業(yè): P160 4-27 4-29 4-31 P184 5-1 5-3 5-6(本周四交作業(yè))練習(xí)、圖示電路，問RL為多少時(shí)，可以獲得最大功