互感及其連接方式ppt課件

1、1.互感互感2.互感的連接及等效電路互感的連接及等效電路 互感及其連接方式互感及其連接方式重點(diǎn)難點(diǎn)1.同名端的含義及判別 。2.互感等效電路的分析作業(yè): 5.2 內(nèi)容提綱 Next:cha.5-2,cha.5-4 一、知識(shí)回顧一、知識(shí)回顧搶答開始！搶答開始！Q1：串聯(lián)諧振條件？：串聯(lián)諧振條件？A1：Q2： 串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率f0 ？A2：CLXX 串聯(lián)諧振的條件是：串聯(lián)諧振的條件是：LCf2101 1 互感互感1) 1) 互感互感 耦合電感元件屬于多端元件，在實(shí)際電路中，如收音機(jī)、電視機(jī)中的中周線圈、振蕩耦合電感元件屬于多端元件，在實(shí)際電路中，如收音機(jī)、電視機(jī)中的中周線圈、振蕩線圈，整流

2、電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟悉這類多端元件的特性，掌握包線圈，整流電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟悉這類多端元件的特性，掌握包含這類多端元件的電路問題的分析方法是非常必要的。含這類多端元件的電路問題的分析方法是非常必要的。線圈線圈1 1中通入電流中通入電流i i1 1時(shí)，在線圈時(shí)，在線圈1 1中產(chǎn)生磁通中產(chǎn)生磁通( (magnetic flux)，同時(shí)，有部分磁通穿，同時(shí)，有部分磁通穿過臨近線圈過臨近線圈2 2，這部分磁通稱為互感磁通。兩線圈間有磁的耦合。，這部分磁通稱為互感磁通。兩線圈間有磁的耦合。+u11+u21i1 11 21N1N2定義定義 ：磁鏈磁鏈 (magne

3、tic linkage)， =N 當(dāng)線圈周圍無鐵磁物質(zhì)當(dāng)線圈周圍無鐵磁物質(zhì)( (空心線圈空心線圈) )時(shí)時(shí)， 與與i 成正比成正比, ,當(dāng)只有一個(gè)線圈時(shí)：當(dāng)只有一個(gè)線圈時(shí)： 。為自感系數(shù)，單位亨為自感系數(shù)，單位亨稱稱H)( 111111LiL 當(dāng)兩個(gè)線圈都有電流時(shí)，每一線圈的磁鏈為自磁鏈與互磁鏈的代數(shù)和：當(dāng)兩個(gè)線圈都有電流時(shí)，每一線圈的磁鏈為自磁鏈與互磁鏈的代數(shù)和： 2121112111 iMiL 1212221222 iMiL 。為為互互感感系系數(shù)數(shù)，單單位位亨亨、稱稱H)( 2112MM注注（1 1）M值與線圈的形狀、幾何位置、空間媒質(zhì)有關(guān)，與線圈中的電流無關(guān)，滿足值與線圈的形狀、幾何位置

4、、空間媒質(zhì)有關(guān)，與線圈中的電流無關(guān)，滿足M12=M21（2 2）L L總為正值，總為正值，M值有正有負(fù)值有正有負(fù). .2) 2) 耦合系數(shù)耦合系數(shù) (coupling coefficient) 用耦合系數(shù)用耦合系數(shù)k 表示兩個(gè)線圈磁耦合的緊表示兩個(gè)線圈磁耦合的緊密程度密程度。121def LLMk當(dāng)當(dāng) k=1 稱全耦合稱全耦合: 漏磁漏磁 s1 = s2=0即即 11= 21 ， 22 = 121)(2211211222112121221 iLiLMiMiLLMLLMk一般有：一般有：耦合系數(shù)耦合系數(shù)k與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、空間磁介質(zhì)有關(guān)與線圈的結(jié)構(gòu)、相互幾何位置、空間磁介質(zhì)有關(guān)互感現(xiàn)象

5、互感現(xiàn)象利用利用變壓器：信號(hào)、功率傳遞變壓器：信號(hào)、功率傳遞避免避免干擾干擾克服：合理布置線圈相互位置或增加屏蔽減少互感作用?？朔汉侠聿贾镁€圈相互位置或增加屏蔽減少互感作用。當(dāng)當(dāng)k0時(shí)，時(shí)，M0，表明兩線圈互不影響，表明兩線圈互不影響當(dāng)當(dāng)i i1 1為時(shí)變電流時(shí)，磁通也將隨時(shí)間變化，從而在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為時(shí)變電流時(shí)，磁通也將隨時(shí)間變化，從而在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。 dddd111111tiLtu 當(dāng)當(dāng)i1、u11、u21方向與方向與 符合右手螺旋時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律：符合右手螺旋時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律： 當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)通以電流時(shí)，每個(gè)線圈兩端的電壓均包含自感電壓和互

6、感電壓：當(dāng)兩個(gè)線圈同時(shí)通以電流時(shí)，每個(gè)線圈兩端的電壓均包含自感電壓和互感電壓：tiMtudd dd 12121 自感電壓自感電壓互感電壓互感電壓3)3)耦合電感上的電壓、電流關(guān)系耦合電感上的電壓、電流關(guān)系在正弦交流電路中，其相量形式的方程為在正弦交流電路中，其相量形式的方程為22122111 jjjj ILIMUIMILU 兩線圈的自磁鏈和互磁鏈相助，互感電壓取正，兩線圈的自磁鏈和互磁鏈相助，互感電壓取正，否則取負(fù)。表明互感電壓的正、負(fù)：否則取負(fù)。表明互感電壓的正、負(fù)：（1）與電流的參考方向有關(guān)。）與電流的參考方向有關(guān)。（2）與線圈的相對(duì)位置和繞向有關(guān)。）與線圈的相對(duì)位置和繞向有關(guān)。注注tiL

7、tiMuuutiMtiLuuudd dd dd dd2212221221112111 tiMtiLvdddd2111tiMtiLvdddd1222tiMtiLvdddd2111tiMtiLvdddd12224)4)互感線圈的同名端互感線圈的同名端對(duì)自感電壓，當(dāng)對(duì)自感電壓，當(dāng)u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向，取關(guān)聯(lián)參考方向，u、i與與 符合右螺旋定則，其表達(dá)式為符合右螺旋定則，其表達(dá)式為 dddd dd 111111111tiLtNtu 上式上式 說明，對(duì)于自感電壓由于電壓電流為同一線圈上的，只要參考方向確定了，說明，對(duì)于自感電壓由于電壓電流為同一線圈上的，只要參考方向確定了，其數(shù)學(xué)描述便可容易地寫出，

8、可不用考慮線圈繞向。其數(shù)學(xué)描述便可容易地寫出，可不用考慮線圈繞向。i1u11對(duì)互感電壓，因產(chǎn)生該電壓的的電流在另一線圈上，因此，要確定其符號(hào)，就必對(duì)互感電壓，因產(chǎn)生該電壓的的電流在另一線圈上，因此，要確定其符號(hào)，就必須知道兩個(gè)線圈的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。須知道兩個(gè)線圈的繞向。這在電路分析中顯得很不方便。為解決這個(gè)問題引入同名端的為解決這個(gè)問題引入同名端的概念。概念。tiMutiMudd dd1313112121 當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子同時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生當(dāng)兩個(gè)電流分別從兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)端子同時(shí)流入或流出，若所產(chǎn)生的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱為兩互感線圈的同名端

9、。的磁通相互加強(qiáng)時(shí)，則這兩個(gè)對(duì)應(yīng)端子稱為兩互感線圈的同名端。 * 同名端同名端i1+u11+u21 11 0N1N2+u31N3 si2i3注意：線圈的同名端必須兩兩確定。注意：線圈的同名端必須兩兩確定。確定同名端的方法：確定同名端的方法：(1) (1) 當(dāng)兩個(gè)線圈中電流同時(shí)由同名端流入當(dāng)兩個(gè)線圈中電流同時(shí)由同名端流入( (或流出或流出) )時(shí)，兩個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互增強(qiáng)。時(shí)，兩個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互增強(qiáng)。 i1122*112233* 例例(2) (2) 當(dāng)隨時(shí)間增大的時(shí)變電流從一線圈的一端流入時(shí)，將會(huì)引起另一線圈相應(yīng)同名端當(dāng)隨時(shí)間增大的時(shí)變電流從一線圈的一端流入時(shí)，將會(huì)引起另一線圈相應(yīng)同名端的

10、電位升高。的電位升高。 同名端的實(shí)驗(yàn)測(cè)定：同名端的實(shí)驗(yàn)測(cè)定：i1122*RSV+電壓表正偏。電壓表正偏。0 , 0 22 dtdiMudtdi如圖電路，當(dāng)閉合開關(guān)如圖電路，當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，時(shí)，i增加，增加， 當(dāng)兩組線圈裝在黑盒里，只引出四個(gè)端線組，要確定其同名端，就可以利用當(dāng)兩組線圈裝在黑盒里，只引出四個(gè)端線組，要確定其同名端，就可以利用上面的結(jié)論來加以判斷。上面的結(jié)論來加以判斷。當(dāng)當(dāng)S突然閉合時(shí)：突然閉合時(shí)： 電壓表若正偏，則電壓表若正偏，則1、2為同名端為同名端 電壓表若反偏，則電壓表若反偏，則1、2為同名端為同名端由同名端及由同名端及u、i參考方向確定互感線圈的特性方程參考方向確定互感線

11、圈的特性方程 有了同名端，以后表示兩個(gè)線圈相互作用，就不再考慮實(shí)際繞向，而只畫出同名有了同名端，以后表示兩個(gè)線圈相互作用，就不再考慮實(shí)際繞向，而只畫出同名端及參考方向即可。端及參考方向即可。tiMudd121 tiMudd121 i1*u21+Mi1*u21+MtiMtiLudddd2111 tiLtiMudddd2212 i1*L1L2+_u1+_u2i2MtiMtiLudddd2111 tiLtiMudddd2212 i1*L1L2+_u1+_u2i2Mi1*L1L2+_u1+_u2i2Mi1*L1L2+_u1+_u2i2M例例寫寫出出圖圖示示電電路路電電壓、壓、電電流流關(guān)關(guān)系系式式2 2

12、 互感的連接及等效電路互感的連接及等效電路1) 1) 耦合電感的串聯(lián)耦合電感的串聯(lián)（1 1） 順接串聯(lián)順接串聯(lián)1212dddddddddd (2)ddiiiiuLMLMttttiiLLMLtt 順順串串122 LLLM 順串順串iL順串順串u+i*u2+ML1L2u1u+2. 反串反串12 2LLLM 反反串串i*u2+ML1L2u1+u+iL反串反串u+1212dddddddddd (2)ddiiiiuLMLMttttiiLLMLtt反串反串* 順接一次，反接一次，就可以測(cè)出互感：順接一次，反接一次，就可以測(cè)出互感：4反反順順LLM 互感的測(cè)量方法：互感的測(cè)量方法：)(2121LLM 互感不

13、大于兩個(gè)自感的算術(shù)平均值?；ジ胁淮笥趦蓚€(gè)自感的算術(shù)平均值。02 21 MLLL（1） 同側(cè)并聯(lián)同側(cè)并聯(lián)tiMtiLudddd211 tiMLLMLLudd2)(21221 0 2)(21221 MLLMLLLeqi = i1 +i2 解得解得u, i 的關(guān)系：的關(guān)系：2)2)耦合電感的并聯(lián)耦合電感的并聯(lián)*Mi2i1L1L2ui+tiMtiLudddd122 等效電感：等效電感：（2） 異側(cè)并聯(lián)異側(cè)并聯(lián)*Mi2i1L1L2ui+tiMtiLudddd211 i = i1 +i2 tiMtiLudddd122 tiMLLMLLudd2)(21221 解得解得u, i 的關(guān)系：的關(guān)系：等效電感：等效

14、電感：0 2)(21221 MLLMLLLeq3)3)耦合電感的耦合電感的T T型等效型等效（1 1） 同名端為共端的同名端為共端的T T型去耦等效型去耦等效*j L1 I1 I2 I123j L2j M21113 jj IMILU12223 jj IMILU 21 III j)(j11IMIML j)(j22IMIML j (L1-M) I1 I2 I123j Mj (L2-M)（2 2） 異名端為共端的異名端為共端的T T型去耦等效型去耦等效*j L1 I1 I2 I123j L2j Mj (L1M) I1 I2 I123j Mj (L2M)21113 jj IMILU 12223 jj IMILU 21 III j)(j11IMIML j)(j22IMIML *Mi2i1L1L2ui+*Mi2i1L1L2u+u+j (L1M) I1 I2 Ij Mj (L2M)j (L1M)1 I2 Ij Mj (L2M)例：利用互感去耦法求例：利用互感去耦法求ab端等效電感端等效電感LeqbLeq212121212()()2eqLMLML LMLMLMLMLLM *ML1L2abLeqL1-MaL2-MM*Mi2i1L1L2ui+tiMLLMLLudd2)(21221 0 2)(21221 MLLMLLLeq例：求例：求ab間