第六章互感电路解说.ppt

第六章 互感电路 第1节 互感元件 一. 互感元件的伏安关系 第2节 含互感元件电路的分析 一. 受控源等效分析法 耦合电感和变压器的应用 作业：P181  11-2 11-4 11-6 11-8 11-13  11-14 11-16 11-22 11-23 例 方法1：列方程 解得 解 方法2：阻抗变换 方法3：戴维宁等效 求 Req： 由戴维宁等效电路得： 解: 例 图示电路中ZL＝？可获得 ，并求 。 例 求电容C为何值时 的有效值最大？并求此时的电压 的有效值。 解： 当 时， 最大。（串联谐振） 例 求断开后的戴维南等效电路，如图 解： Q 可得次级的等效电路如图 例 试计算 为何值时获最大功率，并求此最大功率。已知电源 。 解： 当 时，获得最大功率 例 计算10Ω电阻吸收的功率。 解：用网孔法 理想变压器VAR，带入网孔方程 例 在图示电路中，为使 获得最大功率，求 及此最大功率。 解： 计算ab的开路电压 ， 联立以上两式解得： 受控源等效电路图 用外施电源法计算 。 解得： 列出节点方程： （舍去） OK! 要使 获得最大功率， 则： 一、在电力系统中，采用变压器主要是解决远距离输电问题。 二、在电子技术中，耦合电感和变压器的应用非常广泛。 （1）隔直流。 （2）用空心变压器耦合高频信号。 （3）调整变压器的匝比，实现级间阻抗匹配。如收音机功率放 大级与扬声器间接入的输出变压器。 （4）在滤波电路中，用耦合电感实现负电感。 （5）利用同名端关系，在耦合电感次级绕组上输出与初级绕组上 相位相反的波形。 * §6.1 互感元件 §6.2 含互感元件电路的分析 §6.3 含变压器电路的分析 当两个电感靠得较近，有磁耦合时，如图。 定义：对于单电感元件有 磁链 其中 为磁通， 为线圈的匝数。 互感元件的伏安特性 互感元件的实际电路 伏安关系 总磁链 互感系数 i 1 i 2 u 1 u 2 f 1 I II f 2 互感元件的实际电路 伏安关系 i 1 i 2 u 1 u 2 f 1 I II 2 f 总磁链 互感元件的电路模型 1.每个端口电压包含两项：自感电压和互感电压。 3.当两个磁通方向一致，则互感电压方向与自感电压方向一致； 若两个磁通方向相反，则互感电压方向与自感电压方向相反。 2.为判断互感电压极性，引入同名端的概念。 同名端—互感元件两个端口的一对端子，当电流分别从这对端 子流入（或流出）时所产生的磁通方向一致。 同名端 写出如图互感元件的端口伏安特性 例 4.互感电压的实际极性和大小不仅取决于同名端， 还取决于 电流变化率。 + – V 同名端的实验测定： * * 电压表正偏。 如图电路，当闭合开关 S 时，i 增加， 当两组线圈装在黑盒里，只引出四个端线组，要确定其同名端，就可以利用上面的结论来加以判断。 * * i R S + - 1 1 2 2 在正弦稳态下，可将互感元件的伏安关系表示为相量形式， 得到互感电压的相量模型。 互感元件的相量模型 二. 互感电压的相量模型 互感元件的受控源模型 将互感元件等效为电感与受控电压源 的组合是最基本的分析方法。 j w L 1 j w L 2 解: 得 所以 电路如图所示，求开路电压 。 例 利用受控源等效电路来分析。 W = 4 2 j jX L W = 4 1 j jX L W = 3 2 R W = 3 1 R + - . . 1.串联 顺接：异名端相连 三. 互感元件的串联和并联 M L 1 L 2 反接：同名端相连 由于 M L 1 L 2 顺接 用正弦稳态相量法求出等效电感 反接 又 定义耦合系数 k=1 全耦合 k≈1 紧耦合 k1 松偶合 2.并联 解： 利用受控源等效电路的模型如图所示 整理： 例 已知 求网孔电流 i1 和 i2 。 i 1 i 2 将含互感的T型连接电路用无互感的等效电路代替。 比较系数，可得： 异名端相连(*) 二. 互感消去分析法 同名端相连( ) u1 u2 + - + - 1 L ￠ 2 L ￠ 3 L ￠ i 1 i 2 。 。 。 。 . . M u1 u2 + - + - 1 L 2 L i 1 i 2 。 。 。 。 * * M i2 i1 L1 L2 u i + – (L1－M) M (L2－M) i2 i1 u i + – * * M i2 i1 L1 L2 u1 + – u2 + – – + +