105 耦合电感与理想变压器的关系.ppt

10.5 耦合电感与理想变压器的关系 * * 我们介绍了耦合电感和理想变压器两种电路元件，其电压电流关系如下所示，一个是双口动态元件，另一个是电阻双口元件，它们都是从具有互感耦合的线圈抽象出的理想电路元件，为什么要提出两种电路元件？它们之间的关系如何？ 图(a)耦合电感也可用图(b)所示两个电感和一个理想变压器电路等效。其等效条件推导如下： 图10－19 图(a)耦合电感与图(b)所示两个电感和一个理想变压器电路等效电路的等效条件为： 式中LS称为漏电感， Lm称为磁化电感。 图10－19 这表明对于k=1的全耦合变压器，可用一个电感L1和变比为 的理想变压器构成其电路模型。 当耦合因数k=1时， 上式变为： L1??的全耦合电感等效于一个理想变压器。 图10－20 用耦合因数表示的图(a)耦合电感与图(b)所示两个电感和一个理想变压器电路等效电路的等效条件为： 式中LS称为漏电感， Lm称为磁化电感。 K =1 L1??的全耦合电感等效于一个理想变压器。 (a) (b) 结论： 1. 耦合电感可以与两个电感LS 、Lm和一个理想变压器电路等效。 2. 全耦合电感可以与一个电感L1和一个理想变压器电路等效。 3. 电感L1足够大的全耦合电感可以用一个理想变压器电路等效。 上面已经说明，虽然耦合电感是双口动态元件，而理想变压器是双口电阻元件，但是在耦合电感的耦合因数等于1以及电感L1足够大的情况下的确可以用一个理想变压器来等效。这个关系也可以从耦合电感的VCR关系推导出理想变压器的VCR关系来加以证明。 下面说明在耦合电感的耦合因数等于1的情况下，从耦合电感的VCR关系可以导出理想变压器的方程 u1=nu2 。 下面说明在耦合电感的耦合因数等于1的情况下，以及电感L1变为无穷大，则可以导出理想变压器的另外一个方程。 以上讨论表明：用导线绕制的磁耦合线圈，在忽略导线和磁心(或铁心)损耗的条件下，可以用一个耦合电感或两个电感和一个变压器的组合作为它的电路模型。 在耦合因数k比较小的情况下，常采用耦合电感作为它的电路模型。 在耦合因数k＝1的全耦合的情况下，常用由理想变压器组成的电路模型。当L1 足够大时，其电路模型就是一个N1:N2的理想变压器。 在考虑导线和磁心(或铁心)损耗的情况下，可以用以下电路模型作为铁心变压器的更精确的电路模型。 理想变压器的变比等于线圈匝数之比 变压器次级线圈的损耗和漏感已经折算到初级。 绕制变压器的磁心和铁心以及线圈的骨架。 例10-8 用耦合电感的等效电路重解例10-7。 解：将上图中耦合电感用含理想变压器的电路代替。 由式(10-27)求得n=0.5,Lm=0.5mH, LS=3.5mH。 图10－18