含有耦合電感的電路(22)課件

含有耦合電感的電路(22)幻燈片PPT本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！理解耦合電感的定義；掌握判斷同名端的方法；掌握運(yùn)用去耦法分析計(jì)算含有耦合電感的電路；了解含有空心變壓器電路的阻抗折算；掌握理想變壓器的VCR和阻抗變換關(guān)系。教學(xué)要求重點(diǎn)含有耦合電感電路的計(jì)算。難點(diǎn)含有耦合電感電路的去耦等效電路。學(xué)時(shí)數(shù)講課3學(xué)時(shí)，習(xí)題1學(xué)時(shí)?！?0-1互感⒈磁耦合：載流線圈之間通過(guò)彼此的磁場(chǎng)相互聯(lián)系的物理現(xiàn)象。一、基本概念i1i2N1N2i1、i2為施感電流。N1、N2為線圈的匝數(shù)。ψ11、ψ22為自感磁通鏈。ψ12、ψ21為互感磁通鏈。磁通鏈符號(hào)中雙下標(biāo)的含義：第1個(gè)下標(biāo)表示該磁通鏈所在線圈的編號(hào)，第2個(gè)下標(biāo)表示產(chǎn)生該磁通鏈的施感電流所在線圈的編號(hào)?！?0-1互感⒉耦合電感：耦合線圈的理想模型。L1u1i1+-u2i2+-L2M耦合電感中的磁通鏈等于自感磁通鏈和互感磁通鏈的代數(shù)和。L1、L2為自感系數(shù)(自感)。M12、M21為互感系數(shù)(互感)，且M12=M21=M“±”號(hào)說(shuō)明磁耦合中互感作用的兩種可能性?！?0-1互感“+”號(hào)說(shuō)明互感磁通鏈與自感磁通鏈方向一致，自感方向的磁場(chǎng)得到加強(qiáng)，稱為同向耦合。同向耦合狀態(tài)下的一對(duì)施感電流的入端或出端定義為耦合電感的同名端，并用同一符號(hào)標(biāo)出這對(duì)端子?！?”號(hào)說(shuō)明互感磁通鏈與自感磁通鏈方向相反，自感方向的磁場(chǎng)得到削弱，稱為反向耦合。L1u1i1+-u2i2+-L2M或?yàn)橥嘶驗(yàn)楫惷恕?0-1互感解：例10-1：圖中求耦合電感中的磁通鏈。當(dāng)有兩個(gè)以上電感彼此之間存在耦合時(shí)，同名端應(yīng)當(dāng)一對(duì)一對(duì)地加以標(biāo)記，每一對(duì)宜用不同符號(hào)標(biāo)記。每一個(gè)電感中的磁通鏈等于自感磁通鏈與所有互感磁通鏈的代數(shù)和。同向耦合時(shí)互感磁通鏈求和時(shí)取“+”號(hào)，反向耦合時(shí)取“-”號(hào)?！?0-1互感⒊耦合因數(shù)k工程上為了定量地描述兩個(gè)耦合線圈的耦合緊疏程度，把兩線圈的互感磁通鏈與自感磁通鏈的比值的幾何平均值定義為耦合因數(shù)。

k的大小與兩個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)、相互位置及周圍磁介質(zhì)有關(guān)。改變或調(diào)整它們的相互位置有可能改變耦合因數(shù)的大??；當(dāng)L1、L2一定時(shí)，也就相應(yīng)地改變了互感的大小?！?0-1互感二、伏安關(guān)系u11、u22為自感電壓。u12、u21為互感電壓。L1u1i1+-u2i2+-L2M互感電壓前的“+”或“-”號(hào)的選取原則：如果互感電壓“+”極性端子與產(chǎn)生它的電流流進(jìn)的端子為一對(duì)同名端，互感電壓前取“+”號(hào)，反之取“-”號(hào)。§10-1互感解：例10-2：求圖中耦合電感的端電壓u1、u2。L1u1i1+-u2i2+-L2M正弦穩(wěn)態(tài)情況下：互感抗：§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算一、反向串聯(lián)+-R1R2L1L2+-u1u2+-M+-R1R2L1-M+-u1u2+-L2-M去耦等效電路§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算正弦穩(wěn)態(tài)電路的相量表示顯然，反向串聯(lián)時(shí)，每一條耦合電感支路阻抗和輸入阻抗都比無(wú)互感時(shí)的阻抗小，這是由于互感的反向耦合作用，它類似于串聯(lián)電容的作用，常稱為互感的“容性”效應(yīng)。注意：整個(gè)電路仍呈感性。§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算解：例10-3：圖中，正弦電壓的求該耦合電感的耦合因數(shù)和該電路中各支路吸收的復(fù)功率和。§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算二、同向串聯(lián)+-R1R2L1L2+-u1u2+-M§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算三、同側(cè)并聯(lián)+-R2R1①同名端連接在同一結(jié)點(diǎn)上。+-R2R1①去耦等效電路?！?0-2含有耦合電感電路的計(jì)算四、異側(cè)并聯(lián)+-R2R1①異名端連接在同一結(jié)點(diǎn)上。+-R2R1①去耦等效電路。§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算去耦方法如果耦合電感的兩條支路各有一端與第3支路形成一個(gè)僅含3條支路的共同結(jié)點(diǎn)，則可用3條無(wú)耦合的電感支路等效替代，3條支路的等效電感分別為：（支路3）（同側(cè)取“+”，異側(cè)取“-”）（支路1）（支路2）M前所取符號(hào)與L3中的相反等效電感與電流參考方向無(wú)關(guān)，這3條支路中的其他元件不變，注意去耦等效電路中的結(jié)點(diǎn)與原電路的結(jié)點(diǎn)的位置不同?！?0-2含有耦合電感電路的計(jì)算解：例10-5：圖示電路，，求ZL最佳匹配時(shí)獲得的功率P。+-R1ZLR2a+-R1ZLR2a去耦等效電路§10-2含有耦合電感電路的計(jì)算注意：不是所有含耦合電感的電路都有去耦等效電路。§10-3耦合電感的功率當(dāng)耦合電感中的施感電流變化時(shí)，將出現(xiàn)變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生互感電壓，耦合電感通過(guò)變化的電磁場(chǎng)進(jìn)行電磁能的轉(zhuǎn)換和傳輸，電磁能從耦合電感一邊傳輸?shù)搅硪贿叀＠?-R1R2L1L2MS§10-3耦合電感的功率+-R1R2L1L2MS瞬時(shí)功率方程為和為一對(duì)通過(guò)互感電壓耦合的功率（吸收），通過(guò)它們與兩個(gè)耦合的線圈實(shí)現(xiàn)電磁能的轉(zhuǎn)換和傳輸。兩個(gè)線圈的復(fù)功率分別為§10-3耦合電感的功率兩個(gè)耦合線圈的復(fù)功率分別為線圈1中線圈2中和虛部同號(hào)，實(shí)部異號(hào)。

虛部同號(hào)表明兩個(gè)互感電壓耦合功率中的無(wú)功功率對(duì)兩個(gè)耦合線圈的影響、性質(zhì)是相同的。

實(shí)部異號(hào)表明有功功率從一個(gè)端口進(jìn)入(吸收，正號(hào))，必須從另一個(gè)端口輸出(發(fā)出，負(fù)號(hào))，即互感M非耗能特性的體現(xiàn)，有功功率是通過(guò)耦合電感的電磁場(chǎng)傳播的?！?0-4變壓器原理一、變壓器的電路模型+-R1+-R2ZL變壓器的心子由線性磁性材料制成。變壓器通過(guò)耦合作用，將輸入一次側(cè)中的部分能量傳遞到二次側(cè)輸出。一次回路(一次側(cè)、原邊回路、初級(jí)回路)：線圈作為輸入端口與電源相連形成的回路。二次回路(二次側(cè)、副邊回路、次級(jí)回路)：線圈作為輸出端口與負(fù)載相連形成的回路?！?0-4變壓器原理+-R1+-R2ZL一次回路阻抗：二次回路阻抗：互感抗：§10-4變壓器原理二、變壓器的等效電路+-Z11引入阻抗(反映阻抗)：，它是二次回路阻抗和互感抗通過(guò)互感反映到一次側(cè)的等效阻抗，其性質(zhì)與Z22相反，即感性(容性)變?yōu)槿菪?感性)。從原邊看進(jìn)去的輸入阻抗為：⒈原邊等效電路§10-4變壓器原理+-ZeqZL+-R1+-R2ZL例10-8：圖示電路，，求變壓器的耦合因數(shù)k和一、二次電流i1、i2。⒉原邊等效電路解：§10-4變壓器原理顯然變壓器為全耦合電感§10-5理想變壓器一、理想變壓器的電路模型原副邊電壓、電流應(yīng)滿足：+-u1N1u2i1i2+-N2n∶1理想變壓器的變比：輸入理想變壓器的瞬時(shí)功率為零，它既不耗能也不儲(chǔ)能，它將能量由原邊全部傳輸?shù)礁边呡敵?，傳輸過(guò)程中，僅將電壓、電流按變比作比值變換。§10-5理想變壓器+-u1u2i1i2+-+-用受控源表示的理想變壓器的等效電路。例10-9：圖示理想變壓器，變比為1∶10，已知，求u2。解：+-u1R1u2i1i2+-R21∶10+-uS端子