互感耦合電路.ppt

《互感耦合電路.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、引言耦合電感和理想變壓器是構(gòu)成實(shí)際變壓器電路模型的必不可少的元件。在實(shí)際電路中，如收音機(jī)、電視機(jī)中使用的中周、振蕩線圈，在整流電源里使用的變壓器等，都是耦合電感與變壓器元件。在本章中，將介紹它們的伏安關(guān)系和含此類元件的電路的分析方法。第5章互感耦合電路5.1互感5.1.1.互感現(xiàn)象5.1.2互感系數(shù)5.1.3耦合系數(shù)5.1.4互感電壓5.1.5互感線圈的同名端在交流電路中，如果在一個(gè)線圈的附近還有另一個(gè)線圈，當(dāng)其中一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，不僅在本線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而且在另一個(gè)線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這種現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓稱為互感電壓。

2、這樣的兩個(gè)線圈稱為互感線圈。圖5-1磁通互感的耦合電感i2i1?12?21?11?225.1.1.互感現(xiàn)象一、互感系數(shù)的定義如圖5-1，類似于自感系數(shù)的定義，互感系數(shù)的定義為為討論方便，規(guī)定每個(gè)線圈的電壓、電流取關(guān)聯(lián)參考方向，且每個(gè)線圈的電流的參考方向和該電流所產(chǎn)生的磁通的參考方向符合右手螺旋法則。M21=?21i1?12i2M12=(5-1a)(5-1b)5.1.2互感系數(shù)式（5-1a）表明線圈1對線圈2的互感系數(shù)，等于穿過線圈2的互感磁鏈與激發(fā)該磁鏈的線圈1中的電流之比。式（5-1b）表明線圈2對線圈1的互感系數(shù)，等于穿過線圈1的互感磁鏈與激發(fā)該磁鏈線

3、圈2中的電流之比，可以證明M21=M12=M所以，我們以后不再加下標(biāo)，一律用表示兩線圈的互感系數(shù)，簡稱互感?；ジ械膯挝慌c自感相同，也是亨利（H）。兩個(gè)互感線圈的構(gòu)成和相對位置確定時(shí)，線圈間的互感M是線圈的固有參數(shù)。M的大小它取決于兩個(gè)線圈的匝數(shù)、幾何尺寸、相對位置和磁介質(zhì)。當(dāng)磁介質(zhì)為非鐵磁性介質(zhì)時(shí)，M是常數(shù)，本章討論的互感M均為常數(shù)。一般情況下，兩個(gè)耦合線圈的電流所產(chǎn)生的磁通，只有部分磁通相互交鏈，彼此不交鏈的那部分磁通稱為漏磁通。兩耦合線圈相互交鏈的磁通越大，說明兩個(gè)線圈耦合得越緊密。為了表征兩個(gè)線圈耦合的緊密程度，通常用耦合系數(shù)K來表示。由上式可知，0

4、≤K≤1，K值越大，說明兩個(gè)線圈之間耦合越緊。當(dāng)K=1稱全耦合；K=0時(shí)，說明兩線圈沒有耦合。k=ML1L2?1(5-2)5.1.3耦合系數(shù)耦合系數(shù)的大小與兩線圈的結(jié)構(gòu)、相互位置以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)。改變或調(diào)整兩線圈的相互位置，可以改變耦合系數(shù)的大小。在工程上有時(shí)為了避免線圈之間的相互干擾，應(yīng)盡量減小互感的作用，除了采用磁屏蔽方法外，還可以合理布置線圈的相互位置。在電子技術(shù)和電力變壓器中，為了更好地傳輸功率和信號，往往采用極緊密的耦合，使值盡可能接近，一般都采用鐵磁材料制成芯子以達(dá)到這一目的。如果選擇互感電壓的參考方向與互感磁通的參考方向符合右手螺旋法則，則

5、根據(jù)電磁感應(yīng)定律，結(jié)合式(5—2)，有當(dāng)線圈中的電流為正弦交流時(shí)，有5.1.4互感電壓1.同名端具有磁耦合的兩線圈，當(dāng)電流分別從兩線圈各自的某端同時(shí)流入（或流出）時(shí)，若兩者產(chǎn)生的磁通相助，則這兩端叫作互感線圈的同名端，用黑點(diǎn)“.”或星號“*”作標(biāo)記，未用黑點(diǎn)或星號作標(biāo)記的兩個(gè)端子也是同名端。圖5-2互感電壓的方向與線圈繞向的關(guān)系5.1.5互感線圈的同名端同名端總是成對出現(xiàn)的，如是有兩個(gè)以上的線圈彼此間都存在磁耦合時(shí)，同名端應(yīng)一對一對地加以標(biāo)記，每一對須用不同的符號標(biāo)出。圖5-3幾種互感線圈的同名端2.同名端的測定對于難以知道實(shí)際繞向的兩線圈，可以采用實(shí)驗(yàn)的

6、方法來測定同名端。圖5-4測定同名端的實(shí)驗(yàn)電路同名端確定后，互感電壓的極性就可以由電流對同名端的方向來確定，即互感電壓的極性與產(chǎn)生它的變化電流的參考方向?qū)ν耸且恢碌摹?.同名端的應(yīng)用圖5-5互感線圈的電路符號在互感電路中，線圈端電壓是自感電壓與互感電壓的代數(shù)和，即或例5-1寫出下圖(a)、(b)所示互感線圈端電壓u1和u2的表達(dá)式。例5-1電路圖解對于圖(a),有對于圖(b)，同樣可得例5-2電路如圖所示,試確定開關(guān)打開瞬間,c、d間電壓的真實(shí)極性。例5-2電路圖解假定i及互感電壓u21的參考方向如圖所示,則根據(jù)同名端的定義可得當(dāng)K打開瞬間,正值電流減

7、小,,故知u21<0,其極性與假設(shè)相反,亦即d為高電位端,c為低電位端。知道了互感線圈的同名端之后,便可以不考慮它們的實(shí)際繞制方向,在電路模型中仍然用電感元件符號畫電路圖,只要注明它們之間有互感M,并注明同名端即可,如下圖所示。5.2.1耦合電感的串聯(lián)5.2.2互感線圈的并聯(lián)5.2.3耦合電感的T型等效5.2.4互感系數(shù)M和耦合系數(shù)K的測定5.2互感線圈的串聯(lián)、并聯(lián)一、互感線圈的串聯(lián)——順向串聯(lián)和反向串聯(lián)1、順向串聯(lián)圖5-6（a）所示電路為互感線圈的順向串聯(lián)，即異名端相連。在圖示電壓、電流參考方向下，根據(jù)KVL可得線圈兩端的總電壓為圖5-6互感線圈的串聯(lián)5

8、.2.1耦合電感的串聯(lián)(5-3)式中稱為順向串聯(lián)的等效電感。故圖5