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文檔簡(jiǎn)介
1、7.1相互電感耦合的概念,7.4相互電感應(yīng)用案例,7.2同名,7.3相互電感線圈連接,并行,教育內(nèi)容相互電感,耦合系數(shù),同名概念。相互感應(yīng)電壓與電流的關(guān)系。相互感應(yīng)線圈的連接,并行連接時(shí)計(jì)算等效電感,消除相互感應(yīng)等。鐵芯變壓器。培訓(xùn)要求1。深刻理解互感的概念,理解互感現(xiàn)象和結(jié)合系數(shù)的意義。確定相互電感線圈的相同名稱。熟練掌握相互電感電壓和電流關(guān)系。互電感線圈串,并行等效電感計(jì)算。4.建立反射阻抗概念。教育優(yōu)先和困難優(yōu)先:確定同名結(jié)尾。相互感應(yīng)電壓與電流的關(guān)系?;ル姼须娐返刃щ姼杏?jì)算。困難:相互電感電路分析。7-1磁路的基本概念,7.1.1磁路的基本物理量,7.1.3交流電核心線圈,7.1.2磁
2、路的歐姆定律,傳記設(shè)備的一般磁路和磁芯線圈,芯,7.1;均勻磁場(chǎng)內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的B大小,方向相同。單位:T(特斯拉),方向:與電流的關(guān)系由右螺旋法則確定。(牙齒點(diǎn)的磁場(chǎng)長(zhǎng)度為1米,作用于電流為1安培的導(dǎo)體上的力),2。磁通量F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積。4 .磁場(chǎng)強(qiáng)度H定義:H=B/,3。磁導(dǎo)率,相對(duì)磁導(dǎo)率r=/0鐵磁材料r=102 105,單位A/m (a/m),鐵磁材料廣泛用于變壓器,馬達(dá),真空磁導(dǎo)率0=410 7 H/m(英寸/米),以及磁通量F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘以垂直于磁場(chǎng)方向的面積S。7.1.2磁路的歐姆定律、磁通勢(shì):F=NI單位a(渡邊杏)、磁磁阻:?jiǎn)挝籋-1(每英寸
3、)、磁路歐姆定律:鐵芯磁路、磁路和電路角物理量對(duì)應(yīng)(非常數(shù))、F加外電壓是由于電動(dòng)勢(shì)和磁通量的關(guān)系,KVL: U=IR E、U E、R和E較小,U E=4.44 f Nm,在電源頻率和線圈數(shù)恒定的情況下,除非電壓U保持不變,否則磁通量M牙齒必須保持不變。鐵芯線圈的功率損耗=,銅損耗,鐵損,線圈電線電阻損耗,銅損耗:鐵損耗:(鐵芯發(fā)生的感應(yīng)電流引起的損耗),磁損耗(鐵芯反復(fù)磁化時(shí)消耗的電力),旋渦損耗,為了減少鐵芯損耗,1。相互電感耦合:兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)相互作用時(shí),兩個(gè)線圈稱為磁耦合或相互感應(yīng)。7.1相互電感耦合的概念,1,相互電感耦合,圖7.1兩個(gè)線圈的相互電感,2?;ル姼鞋F(xiàn)象:在匝數(shù)為N1的線
4、圈附近放置另一個(gè)匝數(shù)為N2的線圈,如果N1線圈中的電流發(fā)生變化,則可以在N2線圈中生成柔道電壓。說(shuō)明:互電感現(xiàn)象在傳記工程學(xué)科、電子工程學(xué)、通信工程和測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛。例如,電力變壓器(用于輸配)、電流變壓器(用于測(cè)量)、電壓變壓器、收音機(jī)、電視機(jī)中的主振動(dòng)線圈等是根據(jù)相互電感原理制作的。另一方面,相互感覺(jué)也會(huì)對(duì)特定設(shè)備的工作產(chǎn)生負(fù)面影響。例如,電話的混合音干擾是由遠(yuǎn)距離并行電線之間的相互感覺(jué)引起的。2,互電感M和耦合系數(shù)K,非磁性介質(zhì)中磁通和電流大小比例,磁通和電流的參考方向與右手螺旋規(guī)則匹配時(shí),格式21=M21i1或12=M12i2的比例常數(shù)M21是線圈I到線圈II的互電感系數(shù)。M1
5、2是線圈II的線圈I的互電感系數(shù),互電感系數(shù)稱為互感應(yīng)。如果只有M12=M21、I、II管接頭,則可以省略下標(biāo)。也就是說(shuō),M=M12=M21相互感應(yīng)M的單位是亨利,符號(hào)用H表示。如果磁性介質(zhì)是鄭智薰鐵磁材料,則m是常數(shù)。1 .互電感系數(shù)m,注:互電感m與兩個(gè)線圈的幾何尺寸、匝數(shù)和相對(duì)位置相關(guān)。2 .管接頭系數(shù)K指示兩個(gè)線圈的磁管接頭有多緊密。耦合系數(shù)與K的大小和線圈結(jié)構(gòu)、兩個(gè)線圈的相互位置以及周圍磁介質(zhì)的特性有關(guān)。圖7.2相互感應(yīng)線圈的耦合系數(shù)和相互位置之間的關(guān)系(例如,強(qiáng)耦合、弱耦合、圖:線圈的電流i1牙齒發(fā)生變化時(shí))。在線圈中變化的相互感應(yīng)磁通量21,21的變化在線圈中產(chǎn)生相互感應(yīng)電壓uM
6、2。如果選擇電流i1的參考方向,并且uM2的參考方向和21的參考方向都遵循右螺旋規(guī)則,則相互感應(yīng)線圈的電壓和電流,3 .與互感電壓類似,線圈的電流I2發(fā)生變化時(shí),線圈也會(huì)產(chǎn)生互感電壓uM1牙齒。I2和12、12和uM1的參考方向均符合右螺旋規(guī)則時(shí),相互感應(yīng)線圈的電壓和電流、正弦交流電路、相互感應(yīng)電壓和電流的數(shù)量關(guān)系為相互感應(yīng)電抗XM=M、單位歐姆()、uM2=Mi1 UM1=MI2、相互感應(yīng)電壓的大小關(guān)系、例如,圖7.4相互感應(yīng)線圈的同名和相互感應(yīng)電路符號(hào),2。同名結(jié)束的判定,示例7.1電路圖,判斷同名結(jié)束。例7.1問(wèn)題,判定實(shí)驗(yàn)方法:不知道每個(gè)線圈的方向。DC判別法,2 AC判別法,如果U2
7、4大約是U12和U34的差,則1,3是同名結(jié)尾。如果U24大致等于U12和U34的和,則1,3是李明丹。閉合S瞬間,電流流入一段。如果電壓表指針為正,則3是高電位端。因此,1,3是同名的結(jié)尾。如果電壓表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),則4是高電位端,即1,4段是同名端。7.3互感應(yīng)線圈連接,并行,1,互感應(yīng)線圈連接,(a)互感應(yīng)線圈的正向連接。(李明端連接)Ls=L1 L2 2M,(b)相互感應(yīng)線圈的反向連接。(同名端連接)Lf=L1 L2-2M,圖(B),互感應(yīng)線圈串聯(lián)連接時(shí)等效電感增加反向連接時(shí)等效電感減少如果電源電壓不變,則正向連接,電流減少反向連接,電流增加。反向連接起著電感弱化的作用。因?yàn)橄嗷ジ袘?yīng)磁通
8、量磁屬的一部分(L1L2)為2M,即Lf0,所以整個(gè)電路還是感性的。示例7.2被稱為電路L1=1H、L2=2H、M=0.5H、R1=R2=1k、uS=100 sin628t V,如圖所示。嘗試電流I。方法1:由于兩個(gè)線圈是反向連接,因此XM=(L1L2-2M)=628(12-20.5)=1256,例如7.3電路圖。Uab=1000,R1=R2=3k,L1=L2=4 k,M=2k。找到光盤兩端的開(kāi)放電壓Ucd。如果光盤兩端打開(kāi),則線圈2沒(méi)有電流,因此線圈1沒(méi)有相互感應(yīng)電壓。因此,線圈2在電流線圈2中沒(méi)有自感應(yīng)電壓。線圈1在電流線圈2上具有互電感電壓??紤]同名端,CD兩端的電壓,2,相互感應(yīng)線圈并
9、行,同側(cè)并行:同名端同側(cè),同側(cè)并行等效電感,相互電感去除后的等效電路,雙側(cè)并行:同名端異側(cè),雙側(cè)并行等效電感,相互感應(yīng)去除后的等效,包含相互感應(yīng),示例,3,T-型等效電路,示例7.4圖,S打開(kāi)時(shí)兩個(gè)相互感應(yīng)線圈是正向連接,因此,復(fù)合阻抗輸入,S關(guān)閉時(shí)使用相互感應(yīng)刪除方法進(jìn)行電路輸入解調(diào)阻抗,示例7.4圖標(biāo)相互感應(yīng)電路,4,互電感測(cè)量,等效電感方法,各自,計(jì)算等效電感,2 .通過(guò)開(kāi)路電壓法、電路測(cè)量、在一個(gè)線圈兩端添加工頻正弦電壓、電流測(cè)量I1、其他線圈可以通過(guò)斷路測(cè)量、斷路U20測(cè)量、表達(dá)式計(jì)算獲得互電感系數(shù)。開(kāi)路電壓測(cè)量互電感M,7.4互電感應(yīng)用案例,1,中空變壓器,中空變壓器等效電路圖,中
10、空變壓器電路分析首先,中空變壓器初級(jí)側(cè)等效電路,從電源側(cè)可以看到輸入阻抗表示的反射阻抗是熱初級(jí)電路的KVL方程,(3)無(wú)損,即纏繞金屬線沒(méi)有電阻,鐵芯材料的磁導(dǎo)率是無(wú)限的。(a) (b)理想變壓器的電路模型,分析,理想變壓器的電壓轉(zhuǎn)換,電流轉(zhuǎn)換和阻抗轉(zhuǎn)換關(guān)系:示例7.5無(wú)線電的輸出電路的最佳負(fù)荷為1024(即Rin=1024),揚(yáng)聲器的電阻r Rin=1024,必須指出的是,理想變壓器不消耗能源,也不儲(chǔ)存能源,只是傳遞能源。摘要、1。相互電感現(xiàn)象或磁耦合反映線圈磁通相互作用的情況。2.相互電感M取決于兩個(gè)線圈的幾何尺寸、匝數(shù)、相對(duì)位置和磁介質(zhì)。耦合系數(shù)k表示兩個(gè)線圈的磁耦合的魯棒性。4.同名端,即同極性端,對(duì)耦合電路分析非常重要。同名的結(jié)尾與兩個(gè)線圈周圍的方向和相對(duì)位置有
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