电路基础电子教案教学课件作者王慧玲第5章互感耦合电路课件.ppt

? 当互感线圈 顺向串联时，等效电感增加； 反向串联时，等效电感减小。 ? 在电源电压不变的情况下， 顺向串联，电流减小； 反向串联，电流增加。 ? 反向串联有削弱电感的作用。由于互感磁通是自感磁通的一部分，所以（L1＋L2）?2M ，即Lf?0 ，因此全电路仍为感性。 例5-3 电路如图，已知L1=1H、L2=2H、M=0.5H、R1=R2=1kΩ、uS=100 sin628t V。试求电流i 例5-4 电路如图。已知=100∠0°， R1=R2=3kΩ、 ωL1=ωL2=4 kΩ、ωM=2kΩ。求cd两端的开路电压Ucd。 当cd两端开路时，线圈2中无电流，因此， 例5-6 图示电路，次级短路。已知L1=0.2H，L2=0.8H，M=0.32H，求ab端的等效电感Lab。 * 第5章 互感耦合电路 目 录 5-1 互感 5-2 互感的线圈串联、并联 5-3 空心变压器 教学内容 互感、耦合系数、同名端的概念。互感电压与电流的关系。互感线圈的串联、并联联接时等效电感的求算，消去互感法等。 空心变压器。 教学要求 1.深刻理解互感的概念，了解互感现象及耦合系数的意义 。 2.会确定互感线圈的同名端。熟练掌握互感电压与电流关系。 3.会求算互感线圈串、并联时的等效电感。 4.了解空心变压器的分析思路和建立反射阻抗的概念。 教学重点和难点 重点：确定同名端。互感电压与电流的关系。互感电路等效电感的求算。 难点：空心变压器。 1.互感：如果两个线圈的磁场存在相互作用，这两个线圈就称为磁耦合或具有互感。 5-1 互感 一、互感现象 ?21 ?11 i1 N2 N1 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ ?22 ?12 i2 N2 N1 图5-1 两个线圈的互感 2.互感现象：在匝数为N1的线圈附近放置另一个匝数为N2的线圈，当N1线圈中电流变化时，能在N2线圈中产生感应电压的现象。 说明: 互感现象在电气工程、电子工程、通信工程和测量仪器中应用非常广泛，如：输配电用的电力变压器，测量用的电流互感器、电压互感器，收音机、电视机中的中周振荡线圈等都是根据互感原理制成的。另一方面，互感也会给某些设备的工作带来负面影响，如：电话的串音干扰就是由于长距离相互平行架设的电线之间的互感造成的。 二、互感系数M 在非磁性介质中，磁链与电流大小成正比，若磁通与电流的参考方向符合右手螺旋定则时，可得 Ψ 21=M21i1 或 Ψ 12=M12i1 式中比例常数M21为线圈I对线圈II的互感系数； M12为线圈II对线圈I的互感系数，互感系数简称互感。可以证明，M12=M21，若只有I、II 两耦合线圈时，可省略下标，即 M= M12=M21 互感M的单位是亨利，其符号用H表示。 当磁介质为非铁磁性物质时，M是常数。 注意：互感M与两个线圈的几何尺寸、匝数、相对位置有关。 三、耦合系数k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度，耦合系数定义为 k的大小与线圈的结构、两个线圈的相互位置以及周围磁介质的性质有关。 i2 i1 ?12 ?21 Ⅱ Ⅰ 图5-2 互感线圈的耦合系数与相互位置的关系 例如： 强耦合 弱耦合 如图：当线圈Ⅰ中的电流i1变动时，在线圈Ⅱ中产生了变化的互感磁通Ψ21，而Ψ21的变化将在线圈Ⅱ中产生互感电压uM2。 如果选择电流i1的参考方向以及uM2的参考方向与Ψ21的参考方向都符合右螺旋定则时，则 ?21 ?11 i1 N2 N1 Ⅰ Ⅱ + uM2 - 互感线圈的电压与电流 四、互感电压 ?22 ?12 i2 N2 N1 Ⅰ Ⅱ + uM1 - 同理，当线圈 Ⅱ中的电流i2变动时，在线圈Ⅰ中也会产生互感电压uM1 ，当i2与Ψ12以及Ψ12与uM1的参考方向均符合右螺旋定则时，有 可见，互感电压与产生它的相邻线圈电流的变化率成正比。 互感线圈的电压与电流 对正弦交流电路，互感电压与电流的相量关系为 互感电抗 XM=?M，单位欧姆（Ω） UM2=?MI1 UM1=?MI2 互感电压的大小关系 电压与电流的相位关系 uM2较 i1超前90o uM1较 i2超前90o 五、互感线圈的同名端 1.同名端的定义 互感线圈中，无论某一线圈的电流如何变化，实际极性始终相同的端钮叫同名端。 工程上将两个线圈通入电流，按右螺旋产生相同方向磁通时，两个线圈的电流流入端称为同名端，用符号“·”或“*”等