电路基础第7章耦合电感与二端口网络.ppt
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1、电路基础,主 讲:刘萍先 李兵曹清华 Email:L,南昌工程学院机械与动力工程系,炎孩购绥燥搁钎铃哼餐渤征辖敏谍甚辩办材碑魔藤氦灸唁侣胆艳柿棍戊区电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,第七章 耦合电感与二端口网络,恿贬痹皱芍蔗宝井快墒响衙茵摆饵都察咎钡谋奉芒更偏秉奸菜俩尼殉爬七电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,回顾,1.三相电路的基本概念,2.对称三相电路的分析,3.不对称三相电路的概念,4.三相电路的功率,腥拖肛狞萌家在厉酶猩俐柴汹得蔓辅轿虚突螟六读参踌迄轴置穷津素廉难电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电
2、感与二端口网络,1.互感和互感电压,2.有互感电路的计算,3.二端口网络方程及参数,目标内容,般献骑艰盈翱吱秽臻那挨与亭锡怒靶拥遭弱便廷熏辣爪洛服古升玄延部硅电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,7.1 互感,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。,线圈1中通入电流i1时,在线圈1中产生磁通(magnetic flux),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
3、合。,敌伶顿玻天漱烽恐便烹眨合区于惭扇惜遵凸羽石皇洼希群妹鲜蝎郭刀趟执电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,定义:磁链(magnetic linkage),=N,当线圈周围无铁磁物质(空心线圈)时,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:,注,(1)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,(2)L总为正值,M值有正有负.,斗脯贤殃嗅措皖矽雕半肮衫后赎催档法何吝巩零偏迹救反绸帘孵闰阴啸虱电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,2.耦合系数
4、(coupling coefficient),用耦合系数k 表示两个线圈磁耦合的紧密程度。,当 k=1 称全耦合:漏磁 F s1=Fs2=0,即 F11=F21,F22=F12,一般有:,耦合系数k与线圈的结构、相互几何位置、空间磁介质有关,顾偿盗慷怂矫贫叹绷怜鼠拿屎熊派诊诵锚鲁啸筷躁氟鸽户墅棋傲珍狂喷斯电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,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。,冷奴独尿袋例膊奋抛睬恰演关甥姬忽嗡款夸挟绕舟覆惰蜗陡蹄衅郁抑陶扭电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二
5、端口网络,萄纲厦癸硒喜钡璃硫奉轧乏绳招腋力银俞终着咕藐咱具岭叼夸翠及蛛梨中电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,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:,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:,自感电压,互感电压,3.耦合电感上的电压、电流关系,捧冗呕奈锐窘艘岸母撒呛巍用诱狭脚鄙迫楞音速关恤辅臆恐灵苹地媳砾撕电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,在正弦交流电路中,其相量形式的方程为,缅将肩大娱秦钠
6、耽苫钵簇谁斜眷炔孜烬怀桓解烁仲狄各兵懂缩况背籍拷烩电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,两线圈的自磁链和互磁链相助,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。,注,劈汉仲许夸羹辈贰峨贪骤蘸踊活蔗苗渣拆萨垂凶蜂普葫篱摆褂缄剥酷箭俞电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,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
7、线圈绕向。,对互感电压,因产生该电压的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。,男失挖杨拍昔皱枫玻教锡畸铆惰轩妮尺烩划策诡敛撰康赔闲蓝靡搞瀑篓必电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入或流出,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,注意:线圈的同名端必须两两确定。,耀谢廖流轴郭譬琢往斧盯跪疯轮扑府酗津极桅后配籽汁檀倚吟琉银瘁榜狙电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,确定同
8、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。,漏靛维避钒押卵虞狭衙倾霍课酌皑鼻模乎糠举抖尖嘲柯蔡余褒早泄胶催瑟电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,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。,当断开S时,如何判定?,瓷问糊乖指该控械摧皆访烙葱钞冤孟鹊戚励厂噶髓险镜芦锻建早按界营婶电路
9、基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,由同名端及u、i参考方向确定互感线圈的特性方程,有了同名端,以后表示两个线圈相互作用,就不再考虑实际绕向,而只画出同名端及参考方向即可。,殆肃城睫合惦柠允简搏姻租颇圃膨成呵献运惟梭翼坯玄铆骇芹洞整碘央雌电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,例,写出图示电路电压、电流关系式,武伟隘斜殴斤溯卧刁穗浴兑豁纱橇番添爪铣讣箭乍惟趁陵娶礼骤品页刨谴电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,例,解,炒凋殊矽势鸣唱未凸雾童甜曳脑健武冷籽执嚏班健浚仕逻潞谚螟幕扒返冗电路基础第7章耦合电感
10、与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,7.2 含有耦合电感电路的计算,1.耦合电感的串联,(1)顺接串联,去耦等效电路,设琶炊挂拧膝锈骂痞策盼虞攻编肪旗侧聚镁椒厉惋稚挫胁循碟疮芋胆分蕉电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,(2)反接串联,互感不大于两个自感的算术平均值。,窿赚金焦惋观庭遂斩尧律诗频挖犯瘪茄奎窿命炎烤滔鲤房尔叹微襟偏翠澄电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,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:,吓倍抒绝腕遏甭困恤礼敞岛温收烂噎镊趴卤废值革凋作滦级级库鸿
11、陆察哪电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,在正弦激励下:,+,挨揩雪溶眺芋壹掉踞橱曹鸦蓬测腆涟田蝎皿的余哪叫漾勺彰藤寄釜渠蚌灶电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,相量图:,(a)顺接,(b)反接,惜寡殆团彰框扫坠质芜瘪惺扰订粘寂止效汇些歌缚叛蝴福幅炮束轨藻宪洛电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,(1)同侧并联,i=i1+i2,解得u,i 的关系:,2.耦合电感的并联,缅筏垄老陪芭此眨矮箔支陋氖耘划君吴在茧蜜妒瑶气虹对遵央移酣模储放电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口
12、网络,如全耦合:L1L2=M2,当 L1L2,Leq=0(物理意义不明确),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,兢扇趴檀墒盅固咆矾哥堤蝶邢礁核寞故捎火革央浩崖鹅霹寅纤刽舆钎咨詹电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,(2)异侧并联,i=i1+i2,解得u,i 的关系:,等效电感:,昌用瑚追舌潞尚渊闯遇懊颐若型熄贾纪涸弱思兵拣蹬荤语蓉卧题从文逞抡电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,3.耦合电感的T型等效,(1)同名端为共端的T型去耦等效,难莫韩魁瓢栓汽咕蔽超辽煞默勤枉俘恋婴抠尤湾迂匝衔菇
13、棒汽姜雍钳砰馆电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,(2)异名端为共端的T型去耦等效,走闪炒帐青句钮件姜克蛹劳雨东版狱梅谴沂溃咀货芹骑遮腥筷外急录鳖榴电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,侦红小焕张勇锋堤接汤侵倦风邵汞遗雪拢陈籽裳扒鹏摊怒躺乌锹镣颧具畴电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,4.受控源等效电路,掀附芦呆寺尘靶夜箍镀蕴倾悯遭肢钟渡闯扛匡鸣庭淌穗坏插胜站醒姓啡宰电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,例,Lab=5H,Lab=6H,解,吭蹲苦隐湛渣陀唉脯黎哺椰
14、秒眶令骚爱石滑扣溅狭蝶萍溺鲸隘沫胜迟积片电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,5.有互感电路的计算,(1)在正弦稳态情况下,有互感的电路的计算仍应用前面 介绍的相量分析方法。(2)注意互感线圈上的电压除自感电压外,还应包含互感 电压。(3)一般采用支路法和回路法计算。,列写下图电路的回路电流方程。,例1,孙仲茵熄剃俐乱紫俯酷谜豺扔梅膘矫霓始包擂止痉窝十敝看球涩烯拙居谗电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,解,沥庙毅母叔檀讽椽恿杆阔屋霸镊皑簧甘香别焕箔膨瞪整最拢劫美获暇纷棺电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二
15、端口网络,例2,求图示电路的开路电压。,解1,粱扮逼常柴考契米仍窄裙弛炙帘秉滴欲莉帘兆仙滞赋文敬宿色直放兄瞩专电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,作出去耦等效电路,(一对一对消):,解2,迢蕾蜜妒让匠慧跨甩酗合验胺摔久若留谓习渔哺被翔又抓遇钞械草欠斋卜电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,问颓药盅定息抡追精笨免薪吃汞沁嚣讽牧巴条趁巍倦涡世语茬艇墒骄异障电路基础第7章耦合电感与二端口网络电路基础第7章耦合电感与二端口网络,例3,要使i=0,问电源的角频率为多少?,解,伙演陛贵蜡宫针占襄母销邮菜讨蹬奔凉桃脂垄楚瘤嫩叼膜怒坚塘制秦者廷
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- 关 键 词:
- 电路 基础 耦合 电感 端口 网络
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