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若改变电路中同名端位置,则前面式中M 前的符号要改变。但不会影响输入阻抗、反映阻抗和等效电路。 空心变压器 二次回路对一次回路的影响可以用反映阻抗来表征,即图示的等效一次电路。 例 用等效阻抗概念求图(a)单口网络的等效电感。 解:利用反映阻抗将次级电路的阻抗转换到初级线圈有 空心变压器 例电路如图 (a) 。已知 试求:(l) i1(t),i2(t); (2) 1.6?负载电阻吸收的功率。 空心变压器 解1:画出耦合电感的附加电压源等效电路,利用网孔法求解。 解2:利用反映阻抗的概念求解。 画出相量模型,如图(b)所示。求出反映阻抗 求出输入阻抗 求出初级电流 求出次级电流 最后得到: 1.6?负载电阻吸收的平均功率为 理想变压器 理想变压器 双口电阻元件,如图所示,只有一个参数变比或匝比 n · · 1:n + _ u1 + _ u2 i1 i2 · · 1:n + _ u1 + _ u2 i1 i2 VCR 理想变压器 理想变压器 (b)理想变压器的特性方程为代数关系,因此它是无记忆的多端元件。 (a)理想变压器既不储能,也不耗能,在电路中只起传递信号和能量的作用。 理想变压器的阻抗变换性质 理想变压器 · · 1:n + _ + _ RL u1 u2 i1 i2 – + 输入电阻 正弦稳态时,输入阻抗 理想变压器的阻抗变换性质只改变阻抗的大小,不改变阻抗的性质。 例 已知电源内阻RS=1k?,负载电阻RL=10?。为使RL获得最大功率,求理想变压器的变比n。 当 n2RL=RS 时匹配,即 10n2=1000 ? n2=100, n=10 . RL uS RS * * n:1 + _ n2RL + – uS RS 解 应用变阻抗性质 理想变压器 例,求 解1 + – 1 : 10 50? 1? · · + _ + – 理想变压器 解2:阻抗变换 + – 1? n2RL + – 理想变压器 解3:戴维南等效 + – 1 : 10 1? * * + _ 理想变压器 Req=102?1=100? + – 100? 50? + – * * CH11 耦合电感和理想变压器 教材目录 11-1 基本概念 11-2 耦合电感的VCR 耦合系数 11-3 空心变压器电路的分析 反映阻抗 11-4 耦合电感的去耦等效电路 11-5 理想变压器的VCR 11-6 理想变压器的阻抗变换性质 11-7 理想变压器的实现 11-8 铁心变压器的模型 ? 耦合电感 ? 理想变压器 VCR 本章重点: 互感、互感电压、同名端、耦合系数 附加电压源等效电路 去耦等效电路 VCR 阻抗变换性质 CH11 耦合电感和理想变压器 耦合电感元件属于多端元件,在实际电路中,如收音机、电视机中的中周线圈、振荡线圈,整流电源里使用的变压器等都是耦合电感元件,熟悉这类多端元件的特性,掌握包含这类多端元件的电路问题的分析方法是非常必要的。 耦合电感 自感 耦合电感 i (t) + - u (t) 磁通链?(t)=N ?(t) + - u (t) i Ψ 电流、磁链、电压 关联参考方向 (右手螺旋法则) 自感电压 耦合电感 i1 ? 21 – u2 + 互感感应电压方向1’指向2’ – + u1 1’ 2’ 1 2 N1 N2 耦合电感 M:互感系数 耦合电感 – + u1 ? 21 + u2 – 1’ 2’ 1 2 N1 N2 i1 耦合电感 互感感应电压方向2’指向1’ 电感线圈的绕向不同引起了感应电压的参考方向不同。 耦合电感 同名端 i1 · · L1 L2 + _ u1 + _ u2 M · · L1 L2 + _ u1 + _ u2 M i1 约定:产生互感电压的电流参考方向的流入端标上“·”,在互感电压参考方向的正极也标上“·”。 同标有“·”的端纽称为同名端。 同名端确定的实验方法见P150 耦合电感 互感电压与同名端的关系 当电流和互感电压的参考方向与同名端 不一致 一致 i · · uM + – M i · · uM – + M 耦合电感 耦合电感的附加源等效 Remark: 电压源的的极性 附加源等效后,耦合电感电路转化为电感电路,是基本的耦合电感处理方法。 耦合电感 例 绘出图中耦合电感的含互感附加电压源等效电路。 解:利用同名端与电流、电压的参考方向间的关系 耦合电感 耦合电感的VCR i1 · · L1 L2 + _ u1 + _ u2 i2 M L2 + _ u2 i1 L1 + _ i2
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