《耦合电感电路》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章 具有耦合电感的电路具有耦合电感的电路互感电路:互感电路:电感元件磁通链和感应电动势仅由线圈自身电流决定,电感元件磁通链和感应电动势仅由线圈自身电流决定,一般称其为自感元件。如果线圈的磁通链和感应电动势还与邻近线一般称其为自感元件。如果线圈的磁通链和感应电动势还与邻近线圈的电流有关,则线圈间存在互感或耦合电感(圈的电流有关,则线圈间存在互感或耦合电感(coupled inductor),有互感的两个(几个)线圈的电路模型称为互感元件,有互感的两个(几个)线圈的电路模型称为互感元件,其为双端其为双端口(多端口)元件。含有互感元件的电路称为口(多端口)元件。含有互感元件的电路称为互感电
2、路互感电路。第一节第一节 互感线圈的电路模型互感线圈的电路模型1、在线圈、在线圈N1中通入交变电流产生中通入交变电流产生的交变磁通,在本线圈感应电压的交变磁通,在本线圈感应电压(自感电压自感电压self induced voltage)。2、交变磁通、交变磁通部分或全部穿过部分或全部穿过线线圈圈N2在在N2产生感应电压产生感应电压u21(互感互感电压电压mutual inductance voltage)3、在线圈、在线圈N2中通入交变电流中通入交变电流产生的交变磁通,在本线圈感产生的交变磁通,在本线圈感应电压应电压(自感电压自感电压)。一、互感线圈的伏安关系一、互感线圈的伏安关系1、互感元件
3、的伏安关系、互感元件的伏安关系4、交变磁通、交变磁通部分或全部穿过部分或全部穿过线圈线圈N1在在N1产生感应电压产生感应电压u12(互感电压互感电压)5、当两个线圈中都有电流,线性耦合电感有、当两个线圈中都有电流,线性耦合电感有M12=M21,各线圈电,各线圈电压为其自感电压和互感电压之和(电阻电压不计时)压为其自感电压和互感电压之和(电阻电压不计时)6、若线圈若线圈N2与线圈与线圈 N1的绕向不同或注入的电流的方向不同的绕向不同或注入的电流的方向不同则有:则有:线圈的线圈的自感电压、电流自感电压、电流取关联方向自感系数取关联方向自感系数L为正为正。而互感的正负则由产生互感的线圈电流(而互感的
4、正负则由产生互感的线圈电流(施感电流施感电流)及本线圈)及本线圈的的绕向绕向共同决定。共同决定。实际的线圈是封闭的,很难判断其绕向,不易由磁通的方向确实际的线圈是封闭的,很难判断其绕向,不易由磁通的方向确定互感的方向。定互感的方向。同名端同名端有了同名端后就可建立互感元件的电路模型。互感线圈模型如图。有了同名端后就可建立互感元件的电路模型。互感线圈模型如图。L2ML1*自感电压的方向自感电压的方向由自身电压电流参由自身电压电流参考方向考方向是否关联决定。互感电压方是否关联决定。互感电压方向向则由自身参考方向与施感电流的则由自身参考方向与施感电流的参考方向参考方向相对于同名端相对于同名端相对于同
5、名端相对于同名端是否关联来是否关联来决定。决定。7、互感元件的、互感元件的VAR的相量形式的相量形式(计电阻电压时计电阻电压时)*通常在线圈的端子上标以星标通常在线圈的端子上标以星标“*”用以表示线圈的绕向。用以表示线圈的绕向。星星标的标法是:当两线圈的电流都从星标流入(流出)线圈时,两标的标法是:当两线圈的电流都从星标流入(流出)线圈时,两线圈的磁通是加强的线圈的磁通是加强的。带有星标的一对端子称为。带有星标的一对端子称为同名端同名端。例例:写出图示电路写出图示电路VARL2ML1*L2ML1*例例:图示电路图示电路,求求ubc?8、多个互感耦合、多个互感耦合+u3 -+u1-+u2-*.M
6、23二、二、互感元件的等效互感元件的等效(互感消去法互感消去法)从互感元件的从互感元件的VAR可以看出:有互感可以看出:有互感的一个双端口(两线圈)元件,其互的一个双端口(两线圈)元件,其互感电压用受控源(感电压用受控源(CCVS)表示后,可)表示后,可变为没有互感的两个单口元件。变为没有互感的两个单口元件。*1、两线圈串联:、两线圈串联:顺接串联:电流从一个线圈的顺接串联:电流从一个线圈的异名端流出,从另一个线圈同名异名端流出,从另一个线圈同名端流入。端流入。L2ML1*(*)L1+L2+2M反接串联:电流从一个线反接串联:电流从一个线圈的同名端流出,从另一个圈的同名端流出,从另一个线圈同名
7、端流入。线圈同名端流入。2、两线圈并联、两线圈并联L2ML1*同侧并联:同名端相接。同侧并联:同名端相接。异侧并联:异名端相接。异侧并联:异名端相接。若计线圈电阻则只有:若计线圈电阻则只有:3、三端接法:两线圈只有一个端子接在一起,其它各自引出,、三端接法:两线圈只有一个端子接在一起,其它各自引出,共三个端子与外电路相接。共三个端子与外电路相接。同名端同侧相联同名端同侧相联L2ML1*同名端同名端异侧相联:异侧相联:等效电感等效电感M前的符号前的符号与同侧相联时相反与同侧相联时相反。新节点新节点3节点节点第二节第二节 具有耦合电感的正弦电路的分析具有耦合电感的正弦电路的分析1、直接例写方程法、
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