電路分析基礎(chǔ)第五版第10章

第十章含有耦合電感的電路深刻理解互感現(xiàn)象，掌握互感現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述方法建立自感電壓、互感電壓、互感系數(shù)、耦合系數(shù)和同名端等概念掌握含有耦合電感電路的分析計算（等效）熟練掌握理想變壓器的VAR及其相關(guān)計算教學(xué)目標引例：變壓器變壓器是工程上常用的電氣設(shè)備之一，它既可用于電力系統(tǒng)的電壓變換，也可用于信號處理電路的信號隔離、藕合和阻抗匹配等。例如，在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠生產(chǎn)的電能通常由三相升壓變壓器升壓后經(jīng)輸電線遠距離傳輸，再經(jīng)降壓變壓器降壓輸送到用戶端。變壓器是如何實現(xiàn)升壓或降壓的?加入變壓器對電路有何影響?根據(jù)實際需要該如何選擇不同類型的變壓器、設(shè)計變壓器電路呢?思考變壓器有載調(diào)壓變壓器小變壓器§10-1互感一、互感(耦合電感)元件是通過磁場聯(lián)系相互約束的若干電感元件的集合，是構(gòu)成耦合電感線圈電路模型的基本元件。二端口線性互感元件

1

21、自感磁鏈：線圈本身的電流產(chǎn)生的磁鏈。2、互感磁鏈：由相鄰線圈的電流產(chǎn)生，與本線圈相交鏈的磁場部分。3、自感(系數(shù))：是與時間、電流無關(guān)的常數(shù)。4、互感(系數(shù))：是與時間、電流無關(guān)的常數(shù)?；ジ惺且粋€三參數(shù)元件。即：二、互感元件的VAR

1

2相量形式：

1

2注意：互感元件的互感有正有負，與線圈的具體繞法及兩線圈的相互位置有關(guān)?；ジ性淖愿泻銥檎划斆總€電感元件中的自感磁鏈與互感磁鏈是互相加強時(自感磁鏈與互感磁鏈同向)，互感為正；反之為負。（說法不同，正確理解）三、互感元件的同名端1、定義：兩個耦合線圈中的一對端鈕，當變化電流從該對端鈕中分別流入兩個線圈時，它們產(chǎn)生的磁鏈是互相加強的(自感磁鏈與互感磁鏈同向)，稱這對端鈕為同名端；反之，稱為異名端。標記方法：在同名端的端鈕上標記“＊”或“●”。

1

2(a)++

1

2(b)++相量模型++++電壓表的正極與端鈕2相聯(lián)，開關(guān)K閉合瞬間，如果直流電壓表正偏，則1、2端為同名端；反之，則1、2′端為同名端。把其中一個線圈通過開關(guān)與直流電源相聯(lián)，另一線圈與直流電壓表(或電流表)相聯(lián)。2、同名端的應(yīng)用判斷互感的正負和互感電壓的極性。3、同名端的實驗確定法實驗裝置如圖所示。§10-2含有耦合電感電路的計算++一、網(wǎng)絡(luò)方程法首先寫出耦合電感元件的端口電壓電流關(guān)系的相量方程，再根據(jù)基爾霍夫定律，列寫整個網(wǎng)絡(luò)相量方程，進而求解計算。二、互感消去法(等效去耦法)消去互感，變?yōu)闊o互感的電路計算，從而簡化電路的計算。1、受控源替代去耦法++++2、串聯(lián)耦合電感的去耦等效目的是將雙口耦合電感等效為單口電感元件。(1)順串（異名端相接）+ab+ab(2)反串（同名端相接）+ab+ab等效電感不能為負值，因此：3、并聯(lián)耦合電感的去耦等效(1)同側(cè)并聯(lián)：同名端分別相聯(lián)。++因為所以同時有：可得：(2)耦合系數(shù)：實際的M值與之比。記為k，即0≤k≤1耦合系數(shù)反映了耦合電感的磁通相耦合的程度。k=1時，互感達到最大值，稱為全耦合。k近于1時，稱為緊耦合。k值較小時(k=0.1～0.3)，稱為松耦合。(3)異側(cè)并聯(lián)：異名端分別相聯(lián)。++4、含耦合電感三端網(wǎng)絡(luò)的去耦等效可用三個電感組成的T形網(wǎng)絡(luò)來等效。(1)同名端相接j

L1j

L2j

M++--++--j

Laj

Lcj

LbLa=L1-M

Lb=M

Lc=L2-M(2)異名端相接La=L1+M

Lb=-M

Lc=L2+Mj

L1j

L2j

M++--++5、可以看作三端網(wǎng)絡(luò)的耦合電感j

L1j

L2j

M++--++++--j

Laj

Lcj

LbLa=L1-M

Lb=M

Lc=L2-M欲消互感，對照串聯(lián)，順串為加，反串為減，第三支路，符號相反?；ジ邢シǘ淖衷E例1、電路如圖所示，+usR1R2已知L1=1H、L2=2H、M=0.5H、R1=R2=1k，正弦電壓試求電流i以及耦合系數(shù)k。解：耦合系數(shù)：去耦等效為(b)圖。(a)(b)例2、求圖示含源單口網(wǎng)絡(luò)的等效電路。解：(c)§10-4理想變壓器一、理想變壓器模型理想變壓器的唯一的參數(shù)是變比(匝比)n。理想變壓器是一個二端口元件。模型符號等效模型二、理想變壓器的伏安關(guān)系1、時域形式2、相量形式注意：伏安關(guān)系是與電壓、電流的參考方向和同名端位置相配合的。3、功率理想變壓器是一個既不貯存能量，也不消耗能量的理想二端口元件，稱為非能元件。三、理想變壓器的阻抗變換性質(zhì)輸入端等效阻抗輸入端等效阻抗與負載阻抗成正比，比例常數(shù)是變比的平方。例1、電路如圖，試求電壓解：150ab(a)(1)用KVL和VCA求解列KVL方程：理想變壓器的VAR：聯(lián)立方程可解得：(2)用阻抗變換求解初級等效電路如圖(b)1(b)例2、揚聲器的電阻只有幾歐，而音頻功率放大器的輸出電阻通常是幾千歐，所以將揚聲器接到音頻功放時需要接入變壓器，以達到最大功率傳輸?shù)哪康?。某音頻功放的輸出電阻是128，揚聲器的內(nèi)阻為8，試確定變壓器的變比。音頻功放揚聲器理想變壓器解：等效電路如圖+音頻功放8n2=128n=4根據(jù)最大功率獲得條件工程技術(shù)實踐電力變壓器變壓器是電力網(wǎng)中的重要設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。電力網(wǎng)由輸電網(wǎng)利配電網(wǎng)組成。輸電網(wǎng)主要是將遠離負荷中心的發(fā)電廠的大量電能經(jīng)過變壓器升壓，通過高壓輸電線路送到鄰近負載中心的樞紐變電站，同時，輸電網(wǎng)還有聯(lián)絡(luò)相鄰電力系統(tǒng)和聯(lián)系相鄰變電站的作用，或向某些容最特大的用戶直接供電。輸電網(wǎng)的額定電壓通常為220~750kV或更高。配電網(wǎng)可分高壓、中壓和低壓配電網(wǎng)。高壓配電網(wǎng)的電壓一般為35~110kV或更高，中壓配電網(wǎng)的電壓一般為6~20kV，它們將來自變電站的電能分配到眾多的配電變壓器，以及直接供應(yīng)中等容量的用戶。低壓配電網(wǎng)的電壓為380/220V，用于向數(shù)量很大的小用戶供電。例：某工廠從電力系統(tǒng)中的某一變電站獲得10kV電壓進線，廠車間所需電壓為0.4kV，因此需用變壓器降壓。設(shè)車間的總負荷為1350kV

A，其中重要負荷容量為680kV

A。試確定所需變壓器的臺數(shù)和容量。解：為了滿足對重要負載供電的可靠性要求，一般選擇兩臺變壓器。任一臺變壓器單獨運行時，要滿足60%~70%的負荷，即且任一臺變壓器應(yīng)滿足SN

680kV

A。因此，可選兩臺容量均為1000kV

A的電力變壓器。10-4、8、17、18本章作業(yè)：10-9自學(xué)例題：特倫蘇無與倫比的純丶犯賤也是種素質(zhì)〓°此男子透在骨子里的輕浮低調(diào)の↘低調(diào)啷里格啷ゞ夏天、西瓜、空調(diào)三角戀打灰機的蠟筆小新天堂丶從此有了太空舞．舊愛已去新歡肯定正來,我們錯過了扯淡的未來﹌你的笑很巴黎%.命中注定顯二的本性大雄゛借我你的哆唻A夢好姑娘永垂不朽騎著蝸牛追著你人家有傘，我有大頭?！M大街的騷貨〓你快樂我內(nèi)傷。夜訪-寡婦村單純の想帶壞你妹ぃ胸大無腦是一種心態(tài)消費完了能用臉刷卡嗎〆二貨自由樂趣多不安分的小三騎豬看日出洇帥、判⑩哖農(nóng)村小伙不輕浮不是改了情侶名就是情侶花心、只是正常反映⑨o后、玩世不恭缺煙缺酒缺心眼me,三無產(chǎn)品別以為裸奔就可以裝純都是白開水╰裝什么優(yōu)樂美゛請叫我浮云先生ヾ賤必有天收﹏用犀利的眼光秒殺你╮‖.毒領(lǐng)瘋騷ζ。極品女人べ身輕體柔易推倒做耀眼的壞人結(jié)交落后つ貌相潘金蓮先生、幫我畫臉花好不好。老板架勢≈≈神一樣的女人也╰丑姐,不懂偽裝通往成功的路總在施工中,.草莓蛋糕不要草莓爺╭ァ真?zhèn)?、睡到太陽曬屁屁別挑戰(zhàn)我的脾氣有一種霸氣叫顧里.宅到深處叫活埋余額不足、多想做邇的＇凹凸曼誰給我一刀。畫三八線隔離女人越瘋、越可愛生活就要屁顛屁顛第過惹我光頭強揍你沒商量好難瘦騎豬上高速、蠟筆曾經(jīng)不畫小新、丑的拖網(wǎng)速木有海綿的寶寶叔叔皮帶松了へづ哭哭鬧鬧直到地球到崩潰。霸占、廁所沒有你地獄會更加燦爛社會太多追風(fēng)狗@罪惡一塊六一斤【沵嘴嘴好臭要風(fēng)度不要溫度摟貓睡覺的魚丑的、狠精致洺草冇主窮的想輸錢如果小新沒了蠟筆╰$$可能不愛我.∝回眸一笑瞬間