耦合電感和理想變壓器

耦合電感和理想變壓器§12-1基本概念§12-2耦合電感的VCR耦合系數(shù)§12-3空心變壓器電路的分析§12-4耦合電感的去耦等效電路第十二章耦合電感和理想變壓器§12-5理想變壓器的伏安關(guān)系§12-6理想變壓器的阻抗變換性質(zhì)§12-7理想變壓器的實(shí)現(xiàn)§12-8鐵芯變壓器的模型12-1基本概念耦合電感是耦合線圈的理想化電路模型，也稱互感。一、概念與定義1.孤立電感：一個(gè)電感線圈+u–（1）磁鏈?zhǔn)蔷€圈中電流的函數(shù)（2）磁場(chǎng)隨時(shí)間變化產(chǎn)生電壓2.耦合電感：①定義：具有磁耦合的兩個(gè)線圈。+_+_u1u2i1i2自磁通互磁通自磁鏈互磁通意義：互感大小反映一個(gè)線圈電流在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生磁鏈的能力。單位：亨利(H)可以證明②仿照自感系數(shù)定義，定義互感系數(shù)為一般地：0≤K≤1當(dāng)K=1時(shí)，全耦合當(dāng)K=0時(shí)，無(wú)耦合當(dāng)K≈1時(shí)，緊耦合當(dāng)K＜＜1時(shí)，松耦合③耦合系數(shù)K定義意義：k值的大小取決于兩個(gè)線圈的相對(duì)位置及磁介質(zhì)的性質(zhì)。衡量?jī)蓚€(gè)線圈耦合程度。④耦合電感特點(diǎn)：表征兩線圈的參數(shù)有三個(gè)，即：L1、L2——自感，

M——互感BACK一、耦合電感的伏安關(guān)系：++__u1u2L1L2i1i2M12-2

耦合電感的VCR耦合系數(shù)線圈相對(duì)繞向不同：+_+_u1u2i1i2線圈相對(duì)位置不同：+_+_u1u2i1i2問(wèn)題：怎么確定互感電壓正負(fù)？二、同名端：定義1：設(shè)兩電流都從打“?”的端子流入，若它們所產(chǎn)生的總磁通在其線圈中是相互加強(qiáng)（即同方向）,打“?”的兩個(gè)端子稱為同名端。不打“?”的兩個(gè)端子亦為同名端。例1.線圈1的端子a打“?”，線圈2的哪個(gè)端子應(yīng)該打“?”？abcd12?i112?i2例2.兩線圈的同名端如圖所示,右側(cè)線圈的繞向如何？??i1同名端的含義（應(yīng)用）：產(chǎn)生互感電壓的電流與互感電壓的參考方向?qū)ν艘恢隆＠?：大?。簶O性：c高d低求右側(cè)線圈的互感電壓：abcdL1L2Mi1（1）耦合電感伏安關(guān)系一般式：

總結(jié)：（2）互感電壓正、負(fù)號(hào)的確定：a.首先根據(jù)同名端，由產(chǎn)生互感電壓電流的流入端確定互感電壓的正極性端。b.然后根據(jù)u1、u2的參考極性，確定極性一致為正，反之為負(fù)號(hào)。（3）自感電壓正、負(fù)號(hào)的確定：

與孤立電感相同，取決于線圈端電壓與電流的參考方向是否關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)為正號(hào)，否則取負(fù)號(hào)。++__u1u2L1L2i1i2M例:寫出卷圖示好互感當(dāng)線圈端端電緒壓u1和u2的表澇達(dá)式++++__u1u2L1L2i1i2M–+–++__、ZL1、ZL2自感抗ZM互感抗（4）耦合疑電感頌的相毀量模著型：例1+_+_u1u22H2H0.5H求u1,u2解：V解：例2求+__+10A=20V=5V例3:在圖(a競(jìng))所示發(fā)電路粱中，宇已知代兩線邊圈的檔互感M=1H，電流商源i1(t)的波坡形如進(jìn)圖(b工)所示弄，試求物：開駱路電毅壓uCD的波罩形。傭解：10V0≤t≤1-10V1≤t≤2三、含耦浩合電哪感電水路的惕基本貝分析農(nóng)方法——等效受電路高法把耦萄合電柏感的協(xié)兩個(gè)芽線圈軌看作群是兩丙個(gè)支花路，即由耦刪合電地感的福伏安幸關(guān)系研，可描推知這等效欲電路熄為：++__u1u2L1L2i1i2M++__u1u2L1L2i1i2M++++____u1L2u2L1i1i2++++____u1L2u2L1i2i1四、波耦合樂電感害線圈害間的閃串聯(lián)鄭：1.串聯(lián)遞順接Lab結(jié)果褲：等憲效為渠一個(gè)窯電感abML1L2i電流i均從愧同名逝端流夫入，渾磁場(chǎng)婦方向菜相同勾而相銜互增強(qiáng)。2.串聯(lián)豆反接Lab電流i從L1的同阻名端耗流入襯，則需從L2的同額名端照流出請(qǐng)，磁灘場(chǎng)方略向相駱反而菠相互削弱。結(jié)果柄：等揮效為從一個(gè)揮電感abML2L1i五、泉耦合濫電感劇線圈憐間的夫并聯(lián)1.同名懼端相犁接abML1L2Lab2.異名節(jié)端相渣接abL1L2MLababMjω挎L1jω辜L2UII1I2證明漏：小結(jié)著：1）耦合樹電感咬的本質(zhì)拒關(guān)系盤：線雞圈磁鉆鏈?zhǔn)欠Q自磁蠶鏈與互磁匯鏈的趙代數(shù)琴和，2）電柜壓電噴流的譯伏安陰關(guān)系欣一般號(hào)式：牢記口：①拼電悉流的違流入妻端與炭互感削電壓辰正極愉性端慌是同惑名端②吵端口勿電壓已與電其流參些考方埋向關(guān)糟聯(lián)時(shí)比，自監(jiān)感電梯壓取正旺，否痕則取尤負(fù)。BA枝CK二、遮空心術(shù)變壓書器的娘電路廣分析12津-3空心蔬變壓糾器電肚路分?jǐn)偽鰯n反映碧阻抗一、昏空心奶變壓彈器：不含腥鐵心(或磁桿芯)的耦震合線術(shù)圈稱闊為空圈心變南壓器業(yè)。其中隙一個(gè)日線圈將接電脫源，廳稱為休原邊番（或槽初級(jí)束）；另一享線圈即接負(fù)杯載，伍稱為丟副邊老（或兩次級(jí)寫）?？招囊娮儔簢L器——（松羅耦合丑）耦笨合電柄感1）用如耦合焰電感憑等效罪電路蓋作為稼模型丟，再辣用相殊量法放分析2）反勤射阻錘抗法例1R1R2+_求，R1R2+_++__解:原邊等效電路:(反射阻抗法)+_令——初級(jí)回路自阻抗——次級(jí)回路自阻抗令—反映阻抗：次級(jí)回路對(duì)初級(jí)回路求：另一種面副邊哪等效虜電路疤：副邊檢等效軌電路狗：+_+_R1R2+_+_初級(jí)回路對(duì)次級(jí)回路的反映阻抗解：1.原邊臂等效搭電路丸：(反射喚阻抗您法)例255j5提j1姐05求孔，j1反0V10鴉0+_V5j5100+_2.副邊扎等效剪電路畜：55j1限0+_例3：求舅電路音中1.斜6負(fù)載結(jié)電阻可經(jīng)調(diào)氣整獲濁得的臭最大雙功率渠。解：為將1.四6電阻真斷開裳，求握戴維毫寧等貍效電積路開日路電武壓。當(dāng)時(shí)獲得最大功率BA繪CK12－4耦合鵝電感味的去灘耦等撥效電蛛路——當(dāng)耦澇合線鏈圈有績(jī)公共僑端時(shí)仰等效盛電路1.同名所端為斧公共對(duì)端時(shí)瘋：+_u1i1+_u2i2L1-ML2-MMi2i1++__u1u2i2.異名濟(jì)端為嗽公共則端時(shí)原電舟路等效傷電路相量模型j442-j2j6+_V4解：異名端為公共端的去耦等效電路2i12H3H-1H4i2+_此電路處于正弦穩(wěn)態(tài)中，求i1,i2例+_242Hi2i11HV1H解得:AAAA相量模型j442-j2j6+_V4小結(jié)漏：耦筋合電憶感有連如下財(cái)兩種何等效役電路++++____u1L2u2L1++__u1u2L1L2i1i2M1）2）L1L2※含耦秧合電刻感電筆路分隔析方獅法：第一回步：汽畫去鴿耦的糧等效吼電路簡(jiǎn)；第二叮步：產(chǎn)再用瓦相量唉法（雪網(wǎng)孔怖法等械）分裕析。BA緣瑞CK12菊-5理想乘變壓么器的宅伏安薄關(guān)系一、貢理想?yún)R變壓螺器的爽定義酸和VA于R:是一憐種特腎殊的汽全耦維合、作電感根為無(wú)白窮大殘的耦合答線圈?？招咀儔浩鳎╧《1）鐵氧體芯變壓器鐵芯變壓器（k=1）自耦合變壓器1、定污義：具有段高導(dǎo)板磁率緊的實(shí)萌際鐵據(jù)心變歌壓器遣。滿足聽：①全渠耦合k年=麗1；②L1,肺L2。+u1i1+u2i2N1N211=劇21n僑——稱為妻匝數(shù)蛙比,是一刪個(gè)常揚(yáng)數(shù)。12=博22電壓子比為頌匝數(shù)該比=族11+12=鋤21+糞22由耦趕合電精感伏圾安關(guān)秤系：由于L1→∞舒,電流狗比為黑負(fù)倒敵數(shù)匝調(diào)數(shù)比1:ni1i2+u1+u21:ni1i2+u1+u22、理想拴變壓逃器符禍號(hào)及孩伏安職關(guān)系毫：注：慘正、舍負(fù)號(hào)仁的確次定兩電絡(luò)壓高疑電位夢(mèng)與同男名端戴一致選時(shí)，蓄電壓旨比取校正，反之冷取負(fù)價(jià)；兩樸電流傾從同探名端鐵流入感，電及流比茄取負(fù)屋，反之態(tài)取正求。1.原、指副電負(fù)壓比綠是一簽個(gè)常假數(shù)，象與電嘗流無(wú)露關(guān)；作用——電壓填變換2.原、礎(chǔ)副電寸流比貴也是悲個(gè)常敢數(shù)，省與電姑壓無(wú)妙關(guān)；作用——電流緩變換3.理想夜變壓世器是參數(shù)煌為變比n的線渠性元鑼件；4.理想受變壓鐵器的數(shù)瞬時(shí)截功率炮：說(shuō)明喊：它不儲(chǔ)陷存能能量、陡也不灑消耗燃能量討，只傳麗遞能表量。二、柿理想絲式變壓河器性處能的特點(diǎn)徹與作咐用：1.與電感拖、耦吸合電肯感不隸同：它不驚是儲(chǔ)嶄能元顯件。它在填原邊販吸收昨能量涼，同纖時(shí)，急在副太邊全蠟部放出，征本身府只傳少遞能悄量。理想茄變壓慣器是炮不儲(chǔ)乘存能角量、法不耗寶能的無(wú)記伍憶的算線性派元件照。2.與電阻諸不同臉：它不族是耗炸能元愁件。傳遞佩能量摘是全馬部放星出，揪它本兇身不桑消耗待能量彩。三、減與其朵它元槍件比冬較：結(jié)論狡：3.與空稍芯變熊壓器不同：空雞芯變型壓器具有災(zāi)儲(chǔ)存能量僵、記閑憶作極用，是儲(chǔ)芳能元世件。四、史理想虧變壓柔器的堅(jiān)相量撤模型逗：1:n++

1:n++

BA港CK12崗-6酒&1蝴2-葛7理想塌變壓咳器電近路的浴阻抗墻變換性質(zhì)裁及其重實(shí)現(xiàn)漆（分瓜析方謙法）一、塔基本駝分析欠方法利用冊(cè)理想司變壓慕器的VA坡R和其曉它約賞束關(guān)訂系，列寫電路篇方程，解方布程組。例+_500鍬V1010j仍501:未2+_+_求拿。解：煌列寫眾方程昂：解得腸：45A45A454545A二、門折合密阻抗血法（當(dāng)莖原、困副邊引只有若磁聯(lián)禽系而座沒有玻電聯(lián)蜂系時(shí)郊）例1:n+_+_+_ZLZ1求。解：——折合突阻抗+_原邊等效電路：+_Z1Z1求晴。副邊胡戴維書南等讀效電洽路：1:n+_+_ZLZ1+_n2Z1ZL結(jié)論株：理想心變壓萌器折翼合阻旁抗計(jì)缺算：栗負(fù)載椅折合村到初巴級(jí)除以n2；初級(jí)定折合添到次朋級(jí)乘和以n2。例1:脊n+_10峽0為使10拆0從電賄路中烈獲得狡最大昆功率碎，求n和Pma嚇x。90增0200計(jì)V解：雷原邊派等效挺電路+_200V900此電購(gòu)路中RL'獲得脅的功貓率就耍是原拐電路10縫0電阻曉獲得正的最棋大功覽率當(dāng)RL'=軍90逃0時(shí)，電路獲得畢最大閥功率故小結(jié)誤：（1）香理想頁(yè)變壓駕器的禁作用刮：1.變電珍壓；2.變電轟流；3.變阻辯抗?？偟哪妥饔帽保簜鬟f猴能量關(guān)或信真號(hào)（2）理波想變嶺壓器年的分甘析方之法：按理用想變工壓器塞的相封量模爺型，卡運(yùn)用折合魂阻抗壩法或基話本列妄解方逃程組賺法。1:ni1i2+u1+u21、電貸路符芽號(hào)：2、伏綠安關(guān)田系：3、電喪壓、扇電流在比：4、阻循抗變傷換：（3）理想吊變壓呀器電富路模業(yè)型和謊公式尺：BA而CK12南-8鐵心暖變壓沖器的胃模型1.一級(jí)亡模型——理想毀變壓節(jié)器效率：轉(zhuǎn)移誓電壓而比及潛其頻茶率特巖性：O|AV|L1(蛋狂)的全近耦合送電感默等效恐為一汪個(gè)理政想變悔壓器騾。2.二級(jí)織模型——全耦系合變慚壓器(步k窗=謙1，L1,探L2為有貧限值)1:n+u1Lm+u2i1i2i10——磁化姓電感它反諒映在喉副邊涂開路爽時(shí)，聞變壓石器原闊邊要擦取一喂定的羅電流瘋，稱裂為磁削化電捉流。效率：轉(zhuǎn)移率電壓攔比及則其頻聰率特弱性：同上3.三級(jí)脅模型——有漏氏磁的渴一般匆變壓渠器1:n+u1Lm+u2i1i2imLS1LS2i1'O|AV|轉(zhuǎn)移奪電壓倡比及畫其頻隔率特剖性：LS1，LS2——漏電終感，糟不是媽全耦鍛合，思有一額定的艷漏磁遇通，漏磁指通有扎相當(dāng)余一部超分是燥通過(guò)您空氣混的4.四級(jí)嫁模型——有漏古磁、棗有損燭耗的商一般物變壓瓦器1:n+u1Lm+u2i1i2R1LS1LS2R2轉(zhuǎn)移版電壓餅比及病其頻誰(shuí)率特鼓性：O|AV|R1，R2—原、冤副邊翁串聯(lián)派電阻淘，它們逝體現(xiàn)負(fù)線圈椒有電顫阻，當(dāng)變堤壓器寇流有場(chǎng)電流駁時(shí)，萄將產(chǎn)眾生損狠耗，析即所往謂銅損本章學(xué)小結(jié)1.掌握盞耦合這電感凈、理羅想變鑒壓器津的伏旦安關(guān)但系，級(jí)同名欣端、的概故念；3.了解衣耦合噸電感廚、空率心變蠢壓器膛、理佛想變金壓器舍的區(qū)則別與聯(lián)鈴系；2.熟練傅掌握典耦合扣電感韻、空拘心變沿壓器棒電路并分析程，包伸括：網(wǎng)孔那法、反映趁阻抗卷法、戴維孤南定汽理；4.熟練封掌握溝理想棵變壓這器電集路分輕析；捎包括道：網(wǎng)孔廟法、折合芹阻抗餐法、戴維夫南定蘿理。5.了解弦實(shí)際行變壓抹器模紙型。1、本留章介紹請(qǐng)了兩諷種電蔽路元聾件，愛它們反都是最從具療有互唯感耦合的測(cè)線圈品抽象腦出的傍理想業(yè)電路廟元件充，為剝什么損要提僻出兩種電防路元湖件？青它們譯之間凳的關(guān)伴系如景何？習(xí)偶題信課一個(gè)捕是雙皮口動(dòng)攝態(tài)元拐件，是無(wú)頂源的反儲(chǔ)能纏元件如，是轎實(shí)際晶中使貫用的咸空芯筍變壓壟器；另一釘個(gè)是強(qiáng)雙口穗元件鄭，是一種仰無(wú)記督憶、革不儲(chǔ)庫(kù)能、犯不耗畢能的丘線性娃元件梨，是嫩實(shí)際映鐵芯鍵變壓棗器的鞋理想挖化模辦型。2、同名掩端在列替寫伏肌安關(guān)件系是媽非常窮重要予的。須注耍意自箏感、木互感猜電壓俊的正搞負(fù)號(hào)濤。*理萌想變蠻壓器同名痕端：兩電蠻壓高秧電位喉與同母名端盈一致鮮時(shí)，憲電壓佩比取路正，兩電深流從頌同名夾端流肢入，攜