李瀚蓀 電路分析基礎(chǔ)耦合電感和理想變壓器PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1李瀚蓀李瀚蓀 電路分析基礎(chǔ)耦合電感和理想變電路分析基礎(chǔ)耦合電感和理想變壓器壓器11-2 2211ui 兩次運用右手螺旋法則，兩次運用右手螺旋法則，確定確定i1、u2的參考方向后，的參考方向后，方可運用方可運用dtdiMdtdNu12122(11-3)第1頁/共40頁 11-3為避免如實繪出線圈繞線方向和相互位置，為避免如實繪出線圈繞線方向和相互位置，采用采用“”的標(biāo)志，以便運用的標(biāo)志，以便運用（11-3）式。式。第2頁/共40頁11-4 圖圖(d)在在時域模型時域模型和和相量相量模型模型中如何用附加電源，計中如何用附加電源，計及及M的影響？的影響？第3頁/共40頁11-5例題例題解解兩

2、個線圈兩個線圈L1、 L2串聯(lián)如圖串聯(lián)如圖(順接串聯(lián)順接串聯(lián))，線圈間的互感，線圈間的互感 為為M，求等效電感求等效電感L。 dtdiLLdtdiMdtdiLdtdiMdtdiLu)(2121M221LLLM2 如果如果L2的的“”改在上側(cè)，改在上側(cè)，L=? 第4頁/共40頁11-6 2-3 2-3 儲能公式儲能公式 2-42-4 空芯變壓器空芯變壓器電路的電路的ssssss分析分析 2-1 2-1 耦合電感耦合電感 及其及其VCR 2-2 2-2 耦合系數(shù)耦合系數(shù) 第5頁/共40頁11-7 2111jjIMILU1222jjIMILUdtdiMdtdiLu1222dtdiMdtdiLu211

3、1第6頁/共40頁11-8 12111S21222S21SS、21max2LLM21maxLLM 11212max12LNNiNMiNM211122121max21LNNiNMiNM1222 (a)(b)第7頁/共40頁11-9由、式可知，由、式可知，K K包含的物理意義：包含的物理意義： 21maxLLMMMK22121121K第8頁/共40頁11-10 212222112121iM iiLiLwmMLL、21 221Liwm 21ii、第9頁/共40頁11-11空芯變壓器電路的空芯變壓器電路的sss分析分析 K1空芯變壓器空芯變壓器 K1(1)2111j)j(IMUILRS1222j)j(

4、IMILR21II、。、21ii第10頁/共40頁11-12 2I1ISUIILR1111)j()jj(j22LRMMSUIILR1111)j(refZrefZrefZ2111j)j(IMUILRS1222j)j(IMILR第11頁/共40頁11-13(3) 例題例題求求，已已知知V015SU。、21II求求)(a1I 5 j5 j2520j15j522222ZMZrefA45707. 04515201515j1501510j151SUI5 j解解第12頁/共40頁11-14求求)(b2IA135707. 0A45707. 05 j)45707. 0(5 j20j5j1j12IMI第13頁/共

5、40頁11-15另解另解 V)10j15(5 jjSUMOCUoI10j152522MZrefoZ11ZA135707. 020j15joOC2ZUI注意：注意：區(qū)別區(qū)別 和和 ； 的運用。的運用。oI1IrefZ第14頁/共40頁11-16 (1)“理想理想”該元件只對電壓、電流、電阻、阻抗該元件只對電壓、電流、電阻、阻抗 等進行數(shù)值變換，過程中無能量損耗或儲存等副作用等進行數(shù)值變換，過程中無能量損耗或儲存等副作用(非非 能、能、non-energic元件元件)。對實際變壓器的理想追求。對實際變壓器的理想追求。設(shè)變壓器的匝數(shù)為設(shè)變壓器的匝數(shù)為N1、N2，令，令匝數(shù)比匝數(shù)比 12NNn 在所示

6、同名端及電壓、電流在所示同名端及電壓、電流參考方向下，要求：參考方向下，要求：12nuu (11-31)又要求又要求02211iuiup亦即亦即 121ini (11-32)第15頁/共40頁11-1712nuu (11-31) 121ini (11-32) 符合符合(31)(32)兩式要求的元件稱為兩式要求的元件稱為“理想變壓器理想變壓器”，既是定義式也是既是定義式也是VCR。n為其參數(shù)。為其參數(shù)。 若任一同名端位置或任一電壓、電流的參考方向作若任一同名端位置或任一電壓、電流的參考方向作改變，公式符號須作改變。改變，公式符號須作改變。若在二次側(cè)外接電阻若在二次側(cè)外接電阻RL1: nLiRnn

7、iuniuR2221111 (11-37)u第16頁/共40頁11-1812nuu (11-31) 121ini (11-32)LiRnniuniuR2221111 (11-37)Ri 稱為二次側(cè)對一次側(cè)的折合稱為二次側(cè)對一次側(cè)的折合(referred)電阻。電阻。 (31)(32)(37)三式表明理想變壓器的三個功能。三式表明理想變壓器的三個功能。后者是滿足前兩者后的必然結(jié)果。后者是滿足前兩者后的必然結(jié)果。第17頁/共40頁11-19(2) 例題例題 為使負載為使負載RL獲最大功率，試求變比獲最大功率，試求變比 n、i1、 i2以及以及RL獲得的功率，已知獲得的功率，已知 ， 。Vcos20

8、0tuS kRL1解解SOC8 . 0uu200oRab以左的戴維南電路：以左的戴維南電路： 12nuu 121ini LiRniuniuR22221111第18頁/共40頁11-20為獲得最大功率為獲得最大功率LiRnRR2o1Acos4 . 04008 . 0SoOC1tuRRuiiAcos179. 0112tini5n解得解得 W16200)707. 04 . 0(221maxiRIPW1622maxLRIP或或 理想變壓器理想變壓器既未引起相位差既未引起相位差( (電阻元件！電阻元件！) )也未損耗也未損耗功率！本例屬交流電阻電路。功率！本例屬交流電阻電路。第19頁/共40頁11-21

9、第20頁/共40頁11-2212unu(a)(b)時時，、當(dāng)當(dāng)0021SS12222111、，的的磁磁通通、穿穿過過21NN221112nuu dtdNu22dtdNu11第21頁/共40頁11-23 設(shè)想在一次側(cè)施加電壓設(shè)想在一次側(cè)施加電壓u1，并使二次側(cè)開路，則，并使二次側(cè)開路，則i2=0從而從而i1也必須為零。在非零也必須為零。在非零u1下，下，應(yīng)應(yīng)。類似地可說。類似地可說明明。第22頁/共40頁11-24R121nuuKii112unu211niiiii第23頁/共40頁R11-25 例題例題接續(xù)教材例接續(xù)教材例11.411.4（全全耦耦合合），、45H. 2M2H. 1H52121L

10、LLL，10R，V)10cos(2101tu。、求求12ii解解 利用全耦合變壓器模型解，利用全耦合變壓器模型解，u1即原圖中的即原圖中的us ，自行繪出相量模型。自行繪出相量模型。49. 01212LLNNnV9 . 412UnUA49. 022RUIA8 .39312. 02 . 0 j24. 01j21111InLUIII注意： 12II、。、12ii第24頁/共40頁21SSLL 、 11SMLLL 11-26第25頁/共40頁習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題1 1答案 (1)(2)V)(abU)(abZK = ( )K = ( )11-27第26頁/共40頁(1) -60 0.707 (2)

11、0.4111-28第27頁/共40頁習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題2 211-29，H1021LL，F(xiàn)103C答案第28頁/共40頁11-30)(221122MLLCL1016.7第29頁/共40頁習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題3 3 ，、MLLMLMLLCba2111-31第30頁/共40頁11-32習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題3 3第31頁/共40頁11-33習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題4 4答案 第32頁/共40頁11-34V457 .70)45707. 0)(1000j (jIMUab4570710j101000j1000j22oMZZrefV10001010abU2000)(1010002onZ第33頁/共40頁11-35習(xí)題課習(xí)題課 習(xí)題習(xí)題5 5答案第34頁/共40頁11-36IUZ121UU、，令令A(yù)1I1U12 j122111