耦合電感和諧振電路

《耦合電感和諧振電路》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、第4章耦合電感和諧振電路（inductorofcouplingandresonancecircuit）?本章主要介紹:①①????耦合電感元件，耦合電感的串、并聯(lián);②②????含有耦合電感的正弦電流電路的分析,理想變壓器的初步概念;③③????串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振的物理現(xiàn)象，諧振條件，諧振特點(diǎn)。?4.1耦合電感元件(coupledinductors)磁耦合：兩個(gè)線圈的磁場存在著相互作用，這種現(xiàn)象稱為磁耦合，亦具有互感。本節(jié)只討論一對線圈相耦合的情況。一.互感（mutualinductance）1.互感：當(dāng)兩個(gè)電感線圈物理上相互靠近，一個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁通與另一個(gè)線圈相交

2、鏈，使之產(chǎn)生感應(yīng)電壓的現(xiàn)象。圖為兩個(gè)有耦合的線圈。設(shè)線圈芯子及其周圍的磁介質(zhì)為非鐵磁性物質(zhì)。線圈1的匝數(shù)為,線圈2的匝數(shù)為。規(guī)定每個(gè)線圈電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向，電流與其產(chǎn)生的磁鏈（或電流與磁通）的參考方向符合右手螺旋法則，也是相關(guān)聯(lián)。耦合線圈無耦合線圈①自感磁鏈：在線圈1中產(chǎn)生的磁通為及磁鏈為，即：在線圈2中產(chǎn)生的自感磁鏈，即：②互感磁鏈：在線圈2中產(chǎn)生的磁鏈，即：，——線圈1與2的互感。在線圈1中產(chǎn)生的磁鏈，即：，——線圈2與1的互感。由于磁場耦合作用，每個(gè)線圈的磁鏈不僅與線圈本身的電流有關(guān)，也和與之耦合的線圈電流有關(guān)，即及由于線圈周圍磁介質(zhì)為非鐵磁性物質(zhì)，上兩

3、式均為線性的，即磁鏈?zhǔn)请娏鞯木€性函數(shù)。2.結(jié)論：①互感系數(shù)：只要磁場的介質(zhì)是靜止的，根據(jù)電磁場理論可以證明，所以，統(tǒng)一用表示，簡稱互感，其SI單位：亨利（H）。②互感的量值反映了一個(gè)線圈在另一個(gè)線圈產(chǎn)生磁鏈的能力?；ジ械拇笮〔粌H與兩線圈的匝數(shù)、形狀及尺寸有關(guān)，還與兩線圈的相對位置有關(guān)。如果兩線圈使其軸線平行放置，則相距越近，互感便越大，反之越小。而兩線圈軸線相互垂直，如圖所示在這種情況下，線圈1產(chǎn)生的磁力線幾乎不與線圈2相交鏈，互感磁鏈接近零，所以互感接近零。③耦合系數(shù)：一對耦合線圈的電流產(chǎn)生的磁通只有部分磁通相交鏈，而彼此不交鏈的那一部分磁通稱為漏磁通。表征耦合線

4、圈的緊密程度，用耦合系數(shù)表示，其定義為≤≤1時(shí)稱為全耦合（緊耦合）稱為無耦合值較小稱為松耦合④線圈1、2同時(shí)分別有電流和時(shí)，線圈1、2的總磁鏈可以看作是和單獨(dú)作用時(shí)磁鏈的疊加。取電流和磁通的參考方向符合右手螺旋法則，電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向，則兩個(gè)耦合線圈的磁鏈可表示為當(dāng)自感磁鏈和互感磁鏈參考方向一致時(shí)，線圈的磁鏈?zhǔn)窃鰪?qiáng)的，M前面取的是“+”號；當(dāng)自感磁鏈和互感磁鏈參考方向相反時(shí)，線圈的磁鏈?zhǔn)菧p弱的，M前面取的是“－”號。二．同名端（dottedterminals）1.同名端定義：當(dāng)和在耦合線圈中產(chǎn)生的磁場方向一致時(shí)，即線圈的總磁鏈?zhǔn)窃鰪?qiáng)的，電流和流入（或流出）的兩

5、個(gè)端鈕稱為同名端。2.同名端標(biāo)注的原則：當(dāng)兩電感元件電流參考方向都是由同名端進(jìn)入（或流出）元件時(shí)，互感為正。3.同名端標(biāo)注的符號：用一對“·”或“”、“△”標(biāo)記。兩個(gè)耦合線圈的同名端可以根據(jù)線圈繞向和相對位置來判別，也可以通過實(shí)驗(yàn)方法確定。兩個(gè)耦合線圈的同名端確定之后，便可用圖（b）所示的電路模型來表示。例電路如圖所示，試確定開關(guān)S打開瞬間，間電壓的實(shí)際極性。解：假定及電壓的參考方向如圖所示，根據(jù)同名端原則可得當(dāng)開關(guān)S打開瞬間，正值電流減小，即＜0，所以＜0，其極性與假設(shè)極性相反，所以，間的電壓的實(shí)際極性是為高電位端，2為低電位端。三．互感電壓（mutualindu

6、ctancevoltage）忽略互感線圈的內(nèi)阻后，線圈1對線圈2的互感電壓可表示為(a)(b)選擇互感電壓與互感磁鏈的參考方向符合右手螺旋法則，如圖所示，則上式為因?yàn)楫?dāng)電流為正弦交流量時(shí)，互感電壓用相量表示為式中稱為互感電抗，單位：歐姆。結(jié)論：①互感電壓的方向與兩耦合線圈的實(shí)際繞向有關(guān)。②互感電壓與產(chǎn)生該電壓的電流的參考方向?qū)ν艘恢拢聪嚓P(guān)聯(lián)）時(shí)，互感電壓取正，不一致（非關(guān)聯(lián)）時(shí)為負(fù)。4.2含有耦合電感的正弦電流電路（sinusoidalcurrentcircuitwithcoupledinductors）互感電路：含有耦合電感的電路。（簡稱互感電路）的正弦穩(wěn)態(tài)

7、計(jì)算可采用相量法。分析時(shí)要注意耦合電感上的電壓是由自感電壓和互感電壓疊加而成的。根據(jù)電壓，電流的參考方向及耦合電感的同名端確定互感電壓的正、負(fù)是互感電路分析計(jì)算的難點(diǎn)。由于耦合電感支路的電壓不僅與本支路電流有關(guān)，還和與之有耦合支路的電流有關(guān)，所以互感電路的分析計(jì)算一般采用支路電流法或網(wǎng)孔電流法。一．耦合電感的串聯(lián)（seriesconnectionofcoupledinductors）耦合電感的串聯(lián)聯(lián)接有兩種方式：順向串聯(lián)和反向串聯(lián)。1.順向串聯(lián)①電路圖及方程：耦合電感的順向串聯(lián)是異名端相接，如圖（a）所示。電流是從兩電感的同名端流入（或流出），其線圈磁鏈?zhǔn)窃鰪?qiáng)的