电路基础-第5章_互感耦合电路介绍.ppt

第5章 互感耦合电路 5.1互感 5.1.1.互感现象 5.1.2互感系数 5.1.3耦合系数 5.1.4 互感电压 5.1.5 互感线圈的同名端 5.2互感线圈的串联、并联 5.2.1 耦合电感的串联 5.2.2互感线圈的并联 5.2.3 耦合电感的T型等效 5.2.4 互感系数M和耦合系数K的测定 5.3 空芯变压器电路的分析 本章小结 (1) 等值电感法互感系数M和耦合系数K。 用此方法测互感系数M和耦合系数K，先要用万用表测出L1 、L2 的电阻，再把L1 、L2 接入低压交流电流（5v左右）电路，测出每一线圈的电流I和电压U，算出Z。若R较小时，可以把阻抗Z看为感抗XL，再算出L。 图5-10顺向串接时。等效电感L正 = L1 +L2 +2M 反向串接时，等效电 L反= L1+L2-2M ，则互感系数 再用公式 ， 可求出K。 此方法准确度不高，用特别是L正和L反相近时，误差最大。（可以用两个不同的耦合铁心线圈来做实验。） (2) 互感电势法测互感系数M和耦合系数K 在图5-2-9中 ，具有互感M，而自感分别为L1和L2的两个线圈，线圈L1中通入正弦电流I1时，线圈L2中的互感电压 则 可以证明 显然，电压表内阻越大，测定结果越准。 测得互感系数M和互感系数L后，可计算耦合系数K。 变压器是一种利用互感耦合实现能量传输和信号传递的电气设备。 变压器通常有一个初级绕组和一个次级绕组，初级绕组接电源，次级绕组接负载，能量可以通过磁场的耦合，由电源传递给负载。它通常由一个初级线圈和一个或几个次级线圈所组成。初级线圈（也称原绕组）接电源，次级线圈（也称副绕组）接负载。能量通过磁耦合由电源传递给负载。 引言 耦合电感和理想变压器是构成实际变压器电路模型的必不可少的元件。在实际电路中，如收音机、电视机中使用的中周、振荡线圈，在整流电源里使用的变压器等，都是耦合电感与变压器元件。 在本章中，将介绍它们的伏安关系和含此类元件的电路的分析方法。 5.1.1.互感现象 5.1.2互感系数 5.1.3耦合系数 5.1.4 互感电压 5.1.5 互感线圈的同名端 在交流电路中，如果在一个线圈的附近还有另一个线圈， 当其中一个线圈中的电流变化时，不仅在本线圈中产生感应电压，而且在另一个线圈中也要产生感应电压，这种现象称为互感现象，由此而产生的感应电压称为互感电压。这样的两个线圈称为互感线圈。 图 5-1 磁通互感的耦合电感 i2 i1 ?12 ?21 ?11 ?22 一、互感系数的定义 如图5-1，类似于自感系数的定义，互感系数的定义为 为讨论方便，规定每个线圈的电压、电流取关联参考方向，且每个线圈的电流的参考方向和该电流所产生的磁通的参考方向符合右手螺旋法则。 M21= ?21 i1 ?12 i2 M12= (5-1a) (5-1b) 式（5-1a）表明线圈1对线圈2的互感系数 ，等于穿过线圈2的互感磁链与激发该磁链的线圈1中的电流之比。式（5-1b）表明线圈2对线圈1的互感系数 ，等于穿过线圈1的互感磁链与激发该磁链线圈2中的电流之比，可以证明 M21=M12=M 所以，我们以后不再加下标，一律用表示两线圈的互感系数，简称互感。互感的单位与自感相同，也是亨利（H）。 两个互感线圈的构成和相对位置确定时，线圈间的互感M是线圈的固有参数。M的大小它取决于两个线圈的匝数、几何尺寸、相对位置和磁介质。当磁介质为非铁磁性介质时，M是常数，本章讨论的互感M均为常数。 一般情况下，两个耦合线圈的电流所产生的磁通，只有部分磁通相互交链，彼此不交链的那部分磁通称为漏磁通。两耦合线圈相互交链的磁通越大，说明两个线圈耦合得越紧密。为了表征两个线圈耦合的紧密程度，通常用耦合系数K来表示。 由上式可知，0 ≤K≤ 1， K值越大，说明两个线圈之间耦合越紧。当 K= 1称全耦合；K = 0时，说明两线圈没有耦合。 k= M L1L2 ?1 (5-2) 耦合系数 的大小与两线圈的结构、相互位置以及周围磁介质有关。 改变或调整两线圈的相互位置，可以改变耦合系数 的大小。在工程上有时为了避免线圈之间的相互干扰，应尽量减小互感的作用，除了采用磁屏蔽方法外，还可以合理布置线圈的相互位置。在电子技术和电力变压器中，为了更好地传输功率和信号，往往采用极紧密的耦合，使 值尽可能接近 ，一般都采用铁磁材料制成芯子以达到这一