電路分析市公開課一等獎省賽課獲獎課件

CH11

耦合電感和理想變壓器教材目錄11-1基本概念11-2耦合電感VCR耦合系數(shù)11-3空心變壓器電路分析反應阻抗11-4耦合電感去耦等效電路11-5理想變壓器VCR11-6理想變壓器阻抗變換性質11-7理想變壓器實現(xiàn)11-8鐵心變壓器模型電路分析第1頁耦合電感理想變壓器VCR本章重點：互感、互感電壓、同名端、耦合系數(shù)附加電壓源等效電路去耦等效電路VCR阻抗變換性質CH11

耦合電感和理想變壓器電路分析第2頁耦合電感元件屬于多端元件，在實際電路中，如收音機、電視機中中周線圈、振蕩線圈，整流電源里使用變壓器等都是耦合電感元件，熟悉這類多端元件特征，掌握包含這類多端元件電路問題分析方法是非常必要。耦合電感電路分析第3頁自感耦合電感i(t)+-u(t)磁通鏈（t)＝N(t)+-u(t)iΨ電流、磁鏈、電壓關聯(lián)參考方向（右手螺旋法則）自感電壓電路分析第4頁耦合電感i1

21–u2+互感感應電壓方向1’指向2’–+u11’2’12N1N2耦合電感M：互感系數(shù)電路分析第5頁耦合電感–+u1

21+u2–1’2’12N1N2i1耦合電感互感感應電壓方向2’指向1’電感線圈繞向不一樣引發(fā)了感應電壓參考方向不一樣。電路分析第6頁耦合電感同名端i1··L1L2+_u1+_u2M··L1L2+_u1+_u2Mi1約定：產生互感電壓電流參考方向流入端標上“·”，在互感電壓參考方向正極也標上“·”。同標有“·”端紐稱為同名端。同名端確定試驗方法見P150電路分析第7頁耦合電感互感電壓與同名端關系當電流和互感電壓參考方向與同名端不一致一致i··uM+–Mi··uM–+M電路分析第8頁耦合電感耦合電感附加源等效Remark：電壓源極性附加源等效后，耦合電感電路轉化為電感電路，是基本耦合電感處理方法。電路分析第9頁耦合電感例繪出圖中耦合電感含互感附加電壓源等效電路。解：利用同名端與電流、電壓參考方向間關系電路分析第10頁耦合電感耦合電感VCRi1··L1L2+_u1+_u2i2ML2+_u2i1L1+_i2L2+_u2i1L1+_u1+_+_i2L2L1+_u1+_電路分析第11頁耦合電感耦合電感VCR+_+_+_+_i2L2+_u2i1L1+_u1+_+_時域相量域電路分析第12頁耦合電感耦合系數(shù)表征電感耦合程度。耦合系數(shù)無耦合全耦合緊耦合松耦合電路分析第13頁例寫出圖示耦合電感電路VCR耦合電感電路分析第14頁耦合電感例求：1）

2）求M極限值

3）k＝0.707，求i1(t)利用耦合電感相量形式VCR進行求解畫出附加源等效后相量模型，利用網(wǎng)孔法求解電路分析第15頁互感線圈串聯(lián)i··u2+–MR1R2L1L2u1+–u+–iRLu+–同名端順接耦合電感等效關系電路分析第16頁i··u2+–MR1R2L1L2u1+–u+–iRLu+–同名端反接：耦合電感等效關系電路分析第17頁*順接一次，反接一次，就能夠測出互感：互感測量方法：耦合電感電路分析第18頁同名端在同側i=i1+i2解得u,i關系：互感線圈并聯(lián)··Mi2i1L1L2ui+–耦合電感電路分析第19頁同名端在異側i=i1+i2解得u,i關系：互感線圈并聯(lián)耦合電感··Mi2i1L1L2ui+–電路分析第20頁耦合電感去耦等效電路耦合電感對于有一個公共端耦合電感（a），就端口特征來說，可用三個電感連接成T形網(wǎng)絡[圖(b)]來等效。電路分析第21頁列出圖(a)和(b)電路電壓、電流關系方程：耦合電感電路分析第22頁令對應系數(shù)分別相等，得到：耦合電感電路分析第23頁由此解得：耦合電感電路分析第24頁例用去耦等效電路求圖(a)單口網(wǎng)絡等效電感。解：若將耦合電感b、d兩端相連，其連接線中電流為零，

不會影響單口網(wǎng)絡端口電壓電流關系，此時可用圖

(b)電路來等效。再用電感串并聯(lián)公式求得等效電感也可將耦合電感a、c兩端相連，進行求解。耦合電感電路分析第25頁例用去耦等效電路求圖示電路電阻兩端電壓。解：能夠利用耦合電感附加電壓源等效電路求解。這里利用去耦等效電路求解，做出去耦等效電路

耦合電感j12j4

+_+_1j0-j8

6H5Hj16j4

+_+_1-j8

電路分析第26頁不含鐵心(或磁芯)耦合線圈稱為空心變壓器，它在電子與通信工程和測量儀器中得到廣泛應用?？招淖儔浩麟娐纺Ｐ腿鐖D所表示，R1和R2表示初級和次級線圈電阻?？招淖儔浩麟娐贩治龅?7頁該電路網(wǎng)孔方程為：空心變壓器次級接負載相量模型如圖所表示?？招淖儔浩麟娐贩治龅?8頁求得空心變壓器電路分析第29頁式中Z11=R1+jL1是初級回路阻抗，Zref是次級回路在初級回路反應阻抗

若負載開路，Z22,Zref=0，則Zi=Z11=R1+jL1，不受次級回路影響；空心變壓器電路分析第30頁若改變電路中同名端位置，則前面式中M

前符號要改變。但不會影響輸入阻抗、反應阻抗和等效電路?？招淖儔浩鞫位芈穼σ淮位芈酚绊懩軌蛴梅磻杩箒肀碚鳎磮D示等效一次電路。電路分析第31頁例用等效阻抗概念求圖(a)單口網(wǎng)絡等效電感。解：利用反應阻抗將次級電路阻抗轉換到初級線圈有空心變壓器電路分析第32頁例電路如圖(a)。已知試求：(l)i1(t),i2(t)；

(2)1.6負載電阻吸收功率?？招淖儔浩鹘?：畫出耦合電感附加電壓源等效電路，利用網(wǎng)孔法求解。電路分析第33頁解2：利用反應阻抗概念求解。畫出相量模型，如圖(b)所表示。求出反應阻抗求出輸入阻抗求出初級電流電路分析第34頁求出次級電流最終得到：

1.6負載電阻吸收平均功率為電路分析第35頁理想變壓器

理想變壓器雙口電阻元件，如圖所表示，只有一個參數(shù)變比或匝比

n

··1:n+_u1+_u2i1i2··1:n+_u1+_u2i1i2VCR電路分析第36頁理想變壓器

理想變壓器（b）理想變壓器特征方程為代數(shù)關系，所以它是無記憶多端元件。（a）理想變壓器既不儲能，也不耗能，在電路中只起傳遞信號和能量作用。電路分析第37頁理想變壓器阻抗變換性質

理想變壓器··1:n+_+_RLu1u2i1i2–+輸入電阻正弦穩(wěn)態(tài)時，輸入阻抗理想變壓器阻抗變換性質只改變阻抗大小，不改變阻抗性質。電路分析第38頁例已知電源內阻RS=1k，負載電阻RL=10。為使RL取得最大功率，求理想變壓器變比n。當

n2RL=RS時匹配，即10n2=1000n2=100，n=10.RLuSRS**n:1+_n2RL+–uSRS解應用變阻抗性質理想變