模拟电子技术基础课件第十章.ppt
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1、第10章 含有耦合电感的电路,本章重点,重点,1.互感和互感电压,2.有互感电路的计算,3.变压器和理想变压器原理,返 回,10.1 互感,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。,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,变压器,返 回,下 页,上 页,变压器,返 回,下 页,上 页,有载调压变压器,返 回,下 页,上 页,小变压器,返 回,下 页,上 页,调压器,整流器,牵引电磁铁,电流互感器,返 回,1.互感,线圈1中通入电流i1时
2、,在线圈1中产生磁通,同时,有部分磁通穿过临近线圈2,这部分磁通称为互感磁通。两线圈间有磁的耦合。,下 页,上 页,定义:磁链,=N,返 回,空心线圈,与i 成正比。当只有一个线圈时:,当两个线圈都有电流时,每一线圈的磁链为自磁链与互磁链的代数和:,M值与线圈的形状、几何位置、空间媒质有关,与线圈中的电流无关,满足M12=M21,L 总为正值,M 值有正有负。,下 页,上 页,注意,返 回,2.耦合系数,用耦合系数k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度。,k=1 称全耦合:漏磁 F s1=Fs2=0,F11=F21,F22=F12,满足:,耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关。,下
3、页,上 页,注意,返 回,互感现象,利用变压器:信号、功率传递,避免干扰,克服:合理布置线圈相互位置或增加屏蔽减少互感 作 用。,下 页,上 页,电抗器,返 回,下 页,上 页,电抗器磁场,铁磁材料屏蔽磁场,返 回,当i1为时变电流时,磁通也将随时间变化,从而在线圈两端产生感应电压。,当i1、u11、u21方向与 符合右手螺旋时,根据电磁感应定律和楞次定律:,自感电压,互感电压,3.耦合电感上的电压、电流关系,下 页,上 页,当两个线圈同时通以电流时,每个线圈两端的电压均包含自感电压和互感电压。,返 回,在正弦交流电路中,其相量形式的方程为:,下 页,上 页,返 回,两线圈的自磁链和互磁链相助
4、,互感电压取正,否则取负。表明互感电压的正、负:(1)与电流的参考方向有关;(2)与线圈的相对位置和绕向有关。,下 页,上 页,注意,返 回,4.互感线圈的同名端,对自感电压,当u,i 取关联参考方向,u、i与 符合右螺旋定则,其表达式为:,上式说明,对于自感电压由于电压电流为同一线圈上的,只要参考方向确定了,其数学描述便可容易地写出,可不用考虑线圈绕向。,下 页,上 页,返 回,对互感电压,因产生该电压的电流在另一线圈上,因此,要确定其符号,就必须知道两个线圈的绕向。这在电路分析中显得很不方便。为解决这个问题引入同名端的概念。,下 页,上 页,当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或流出
5、,若所产生的磁通相互加强时,则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。,同名端,返 回,线圈的同名端必须两两确定。,下 页,上 页,注意,返 回,确定同名端的方法:,(1)当两个线圈中电流同时由同名端流入(或流出)时,两个电流产生的磁场相互增强。,*,*,*,*,例,(2)当随时间增大的时变电流从一线圈的一端流入时,将会引起另一线圈相应同名端的电位升高。,下 页,上 页,返 回,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。,下 页,上 页,返 回,由同名端及u、i参考方
6、向确定互感线圈的特性方程,有了同名端,表示两个线圈相互作用时,就不需考虑实际绕向,而只画出同名端及u、i参考方向即可。,下 页,上 页,返 回,例,写出图示电路电压、电流关系式,下 页,上 页,返 回,例,解,下 页,上 页,返 回,10.2 含有耦合电感电路的计算,1.耦合电感的串联,顺接串联,去耦等效电路,下 页,上 页,返 回,反接串联,下 页,上 页,注意,返 回,顺接一次,反接一次,就可以测出互感:,全耦合时,当 L1=L2 时,M=L,互感的测量方法:,下 页,上 页,返 回,在正弦激励下:,下 页,上 页,返 回,相量图:,(a)顺接,(b)反接,下 页,上 页,返 回,同名端的
7、实验测定:,思考题,两互感线圈装在黑盒子里,只引出四个端子,现在手头有一台交流信号源及一只万用表,试用试验的方法判别两互感线圈的同名端。,下 页,上 页,返 回,同侧并联,i=i1+i2,解得u,i 的关系:,2.耦合电感的并联,下 页,上 页,返 回,如全耦合:L1L2=M2,当 L1L2,Leq=0(短路),当 L1=L2=L,Leq=L(相当于导线加粗,电感不变),等效电感:,去耦等效电路,下 页,上 页,返 回,异侧并联,i=i1+i2,解得u,i 的关系:,等效电感:,下 页,上 页,返 回,3.耦合电感的T型等效,同名端为共端的T型去耦等效,下 页,上 页,3,返 回,异名端为共端
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- 模拟 电子技术 基础 课件 第十
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