第8章耦合電感和理想變壓器ppt課件

1、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器內(nèi)容：內(nèi)容：耦合電感元件耦合電感元件耦合電感的電壓、電流關(guān)系耦合電感的電壓、電流關(guān)系耦合電感的去耦等效耦合電感的去耦等效理想變壓器理想變壓器技術(shù)實(shí)踐技術(shù)實(shí)踐電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器本章目標(biāo)本章目標(biāo)知識(shí)：知識(shí)： 學(xué)習(xí)并深刻理解互感現(xiàn)象，掌握互感現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述方學(xué)習(xí)并深刻理解互感現(xiàn)象，掌握互感現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述方法。學(xué)習(xí)并建立自感電壓、互感電壓、互感系數(shù)、耦合法。學(xué)習(xí)并建立自感電壓、互感電壓、互感系數(shù)、耦合系數(shù)、同名端等概念。系數(shù)、同名端等概念。 學(xué)習(xí)并掌握互感電路的

2、分析計(jì)算方法。學(xué)習(xí)并掌握互感電路的分析計(jì)算方法。 學(xué)習(xí)并掌握空心變壓器、自感變壓器、鐵芯變壓器和理學(xué)習(xí)并掌握空心變壓器、自感變壓器、鐵芯變壓器和理想變壓器的工作原理及性能特點(diǎn)和各自的應(yīng)用，掌握含想變壓器的工作原理及性能特點(diǎn)和各自的應(yīng)用，掌握含有變壓器電路的分析計(jì)算方法。有變壓器電路的分析計(jì)算方法。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器本章目標(biāo)本章目標(biāo)才干：才干： 對(duì)生活、工作中常見(jiàn)的互感問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算。對(duì)生活、工作中常見(jiàn)的互感問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算。 根據(jù)工程問(wèn)題需要正確選擇變壓器，并進(jìn)行相關(guān)的分根據(jù)工程問(wèn)題需要正確選擇變壓器，并進(jìn)行相關(guān)的分析計(jì)算。析

3、計(jì)算。 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定變壓器的同名端。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定變壓器的同名端。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器8.1 耦合電感元件耦合電感元件 耦合電感元件屬于多端元件，在實(shí)際電路中，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，整如收音機(jī)、電視機(jī)中的中周線圈、振蕩線圈，整流電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟流電源里使用的變壓器等都是耦合電感元件，熟悉這類(lèi)多端元件的特性，掌握包含這類(lèi)多端元件悉這類(lèi)多端元件的特性，掌握包含這類(lèi)多端元件的電路問(wèn)題的分析方法是非常必要的。的電路問(wèn)題的分析方法是非常必要的。電路分析基礎(chǔ)電路分

4、析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器電力變壓器電力變壓器電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器調(diào)壓器調(diào)壓器整流器整流器牽引電磁鐵牽引電磁鐵電流互感器電流互感器電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器電源用變壓器電源用變壓器自耦變壓器自耦變壓器電源隔離變壓器電源隔離變壓器電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器u1u1i i1 1u u2 2i2i2N1:N1: i1i1 1111=L1i1=L1i1 2121=M21i1=M21i1N2:N2:i2

5、i2 2222 1 12 2=L2i=L2i2 2=M12i=M12i2 2dtdiLdtdu111111 dtdiMdtdu1212121 M21: M21: 互感系互感系數(shù)數(shù)dtdiLdtdu222222 dtdiMdtdu2121212 M12 : M12 : 互感系數(shù)互感系數(shù)線性耦合電感：線性耦合電感：M12 = M21 M12 = M21 =M=M1 1、互感電壓、互感電壓電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器u1u1i1i1u2u2i i2 2i1i1i2i2u1u1u2u2 當(dāng)電流當(dāng)電流i1 i1 、i2i2分別從兩個(gè)線圈對(duì)應(yīng)的端紐流入時(shí)

6、，分別從兩個(gè)線圈對(duì)應(yīng)的端紐流入時(shí)，磁通相互加強(qiáng)，則這兩個(gè)端紐稱(chēng)作為同名端磁通相互加強(qiáng)，則這兩個(gè)端紐稱(chēng)作為同名端“ “ ” ” 。意意 義：若電流義：若電流i1i1由由N1N1的的“ “ ” ”端流入，則在端流入，則在N2N2中中產(chǎn)生的互感電壓產(chǎn)生的互感電壓u21u21的正極在的正極在N2N2的的“ ” ”端。端。 同名端規(guī)定：同名端規(guī)定：2 2、耦合電感的同名端、耦合電感的同名端電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器3.3.電路符號(hào)：電路符號(hào)：同名端判斷：同名端判斷：1 11 11 1、已知線圈繞向判斷、已知線圈繞向判斷2 2、未知線圈繞向判斷、未知線

7、圈繞向判斷2 22 2 電流表正向偏轉(zhuǎn)則電流表正向偏轉(zhuǎn)則2 2與與1 1同名端同名端1 11 1L1L1L2L2MM 2 22 2L1L1L2L2MM 1 1112 222電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器耦合系數(shù)耦合系數(shù)k 268k 268頁(yè)頁(yè) ，它反映了兩線圈耦合松緊的程度，它反映了兩線圈耦合松緊的程度 21maxLLMMMk :10 k討論：討論：k=1 k=1 全耦合全耦合 k=0 k=0 無(wú)耦合無(wú)耦合k0.5 k0.5 緊耦合緊耦合 k0.5 k0.5 松耦合松耦合含互感含互感M的兩線圈的兩線圈L1 和和L2，其儲(chǔ)能為：，其儲(chǔ)能為：212

8、222112121iMiiLiLw 當(dāng)互感磁通與自感磁通方向一致時(shí)取正，否則取負(fù)當(dāng)互感磁通與自感磁通方向一致時(shí)取正，否則取負(fù)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器1 1、線圈中的互感現(xiàn)象可以用附加電壓源受控源來(lái)表、線圈中的互感現(xiàn)象可以用附加電壓源受控源來(lái)表示。示。圖圖 時(shí)域模型時(shí)域模型8.2 耦合電感的電壓、電流關(guān)系耦合電感的電壓、電流關(guān)系線圈端電壓時(shí)域形式：線圈端電壓時(shí)域形式： dttdiMdttdiLtu)()()(2111 dttdiMdttdiLtu)()()(1222 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想

9、變壓器 12222111IMjILjUIMjILjU 圖圖 相量模型相量模型線圈端電壓相量形式：線圈端電壓相量形式： 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 dtdiMdtdiLudtdiMdtdiLu12222111 12222111IMjILjUIMjILjU 圖圖 相量模型相量模型圖圖 時(shí)域模型時(shí)域模型電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-1 8-1 試寫(xiě)出如圖所示各耦合電感的伏安關(guān)系。試寫(xiě)出如圖所示各耦合電感的伏安關(guān)系。L1L1L2L2c ca ab bd du1u1u2u2i1i1i2i2MM

10、圖圖(a)(a)解：對(duì)圖解：對(duì)圖a aVCRVCR為：為： dtdiLtu111)( L1L1L2L2c ca ab bd du1u1u2u2i1i1i2i2MM圖圖(b)(b)dtdiM2 dtdiLtu222)( dtdiM1 dtdiLtu111)( dtdiM2 dtdiLtu222)( dtdiM1 對(duì)圖對(duì)圖b bVCRVCR為：為： 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器練習(xí)：電路如圖所示：假設(shè)練習(xí)：電路如圖所示：假設(shè)則互感系數(shù)則互感系數(shù)MM等于多少？等于多少？解：解：21222UUU 122IMjILj 020015005090150 M

11、jLjHM3 i1i2=0u2L1L2VttuAtti)9050cos(2150)(,50cos2)(021 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器作業(yè)作業(yè)1：P286 P8-3要求：先通過(guò)附加電源方式去耦合，后計(jì)算。要求：先通過(guò)附加電源方式去耦合，后計(jì)算。一定要畫(huà)圖一定要畫(huà)圖電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器順接：指耦合電感的異名端相接順接：指耦合電感的異名端相接1.1.耦合電感串聯(lián)耦合電感串聯(lián)8.3 耦合電感的去耦等效耦合電感的去耦等效順接串聯(lián)順接串聯(lián)dtdiLdtdiMLLdtdiLdtdiMdtdi

12、MdtdiLuuu )2(212121電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器反接串聯(lián)：指耦合電感的同名端相接反接串聯(lián)：指耦合電感的同名端相接反接串聯(lián)反接串聯(lián)dtdiLdtdiMLLdtdiLdtdiMdtdiMdtdiLuuu )2(212121課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P286 P8-2電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器2.2.耦合電感并聯(lián)耦合電感并聯(lián)(2)(2)異側(cè)并聯(lián)異側(cè)并聯(lián)L L1 1L L2 2M2LLMLLL21221 （同側(cè)取負(fù)，異側(cè)取正）（同側(cè)取負(fù)，異側(cè)取正）M2LLMLLL21221 MLLML

13、LL221221 (1)(1)同側(cè)并聯(lián)同側(cè)并聯(lián)書(shū)：書(shū)：P273 例例 8-3-2 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 21UU 和和例例8-28-2：圖示電路，：圖示電路，=100rad/s=100rad/s， U=220VU=220V。求。求: : 解：解：j300j500j10003002000220jZUI A 31.5661. 0 1UV 74.1194 .136 2UV 38.2204.311 0220U設(shè)設(shè)此處是串聯(lián)反接：等效電感此處是串聯(lián)反接：等效電感L=L1+L2-2M=3HL=L1+L2-2M=3H IIjIj100500300

14、IIjIj1005001000電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器解：解：)M2LL(jRRZ2121 順接：順接：反接：反接：481.81IU 212XR 30IP2 R 756.751 X429.31IU 222XR 7066. 92 XMXX 421 4XXM21 mH07.53 ( (順接順接) )( (反接反接) )例例8-38-3：兩個(gè)耦合線圈，接到：兩個(gè)耦合線圈，接到220V220V，50Hz50Hz正弦電壓上。正弦電壓上。順接時(shí)順接時(shí)I=2.7A,P=218.7WI=2.7A,P=218.7W；反接時(shí)；反接時(shí)I=7AI=7A。求互感。

15、求互感M=? M=? 21jXRjXR( (順接順接) )( (反接反接) )和和電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 例例8-48-4：圖示電路，：圖示電路，=4rad/s, C = 5F , M=3H=4rad/s, C = 5F , M=3H。1 1求輸入阻抗求輸入阻抗Z Z，2 2當(dāng)當(dāng)C C為何值時(shí)阻抗為何值時(shí)阻抗Z Z為純電阻？為純電阻？Z Z解：解：32643642 LH415 LCRZZZZ )(95.1410 j1 1互感元件為同側(cè)并聯(lián)，有互感元件為同側(cè)并聯(lián)，有2 2若改變電容使若改變電容使Z Z為純電阻性，則有：為純電阻性，則有：1

16、51 C FC601 1505. 010jj 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 1 1） T T型連接型連接同側(cè)同側(cè)T T型連接型連接異側(cè)異側(cè)T T型連接型連接3 3 耦合電感的耦合電感的T T型連接及等效型連接及等效電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器2 2去耦等效電路去耦等效電路同側(cè)同側(cè)T T型連接型連接?1?1?2?2?3?3L1 -ML1 -ML2 - ML2 - MMM21113 IMjILjU 311)( IMjIMLj 12223 IMjILjU 322)( IMjIMLj 321 III

17、?1?1?3?3?2?2電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器2 2去耦等效電路續(xù)）去耦等效電路續(xù)）異側(cè)異側(cè)T T型連接型連接?1?1?2?2?3?3322)( IMjIMLj 311)( IMjIMLj 321 IIIL1+ML1+ML2+ML2+M-M-M21113 IMjILjU 12223 IMjILjU 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器同側(cè)同側(cè)T T型型異側(cè)異側(cè)T T型型L1 - ML1 - ML2 - ML2 - MMML1 + ML1 + M L2 + ML2 + M-M-MT T型連接去耦

18、合小結(jié)：型連接去耦合小結(jié)：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器?1?1?2?2解：去耦等效電路：解：去耦等效電路：（1K=0.5，M = 0.5H,由由KVL得：得： 0010)(55211IIjIj0I10)II(5jI5j2212 A87.813.11I1 A87.2164I2 WRIP16022 ?1?2例例8-5 8-5 知，知，=10rad/s=10rad/s。 分別求分別求K=0.5K=0.5和和K=1K=1時(shí)時(shí), ,電電路中的電流路中的電流?1?1和和?2?2以及電阻以及電阻R=10R=10時(shí)吸收的功率。時(shí)吸收的功率。 解得：解得：電路

19、分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器?1?2（2 2K=1K=1，M = 1HM = 1H，由，由KVLKVL得：得： 0100)(1021IIj010)(10221 IIIjAI 452101 180102IWRIP100022 解得：解得：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器解：解：1) 1) 判定同名端：判定同名端：2) 2) 去耦等效電路：同側(cè)去耦等效電路：同側(cè)T T型型3) 3) 移去待求支路移去待求支路Z Z，求戴，求戴維南等效電路：維南等效電路： 例例8-68-6：圖示電路，求復(fù)阻抗：圖示電路，求

20、復(fù)阻抗Z Z為何值可獲最大功率？其為何值可獲最大功率？其中：中：Vttu)10cos(210)(4 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器求開(kāi)路電壓：求開(kāi)路電壓： 01048648jjUocV 61.1011.6486)48(62jjjZo 67. 26 . 3j 4) 4) 戴維南等效電路：戴維南等效電路：*oZZ )(67. 26 . 3 jWRUPoocm59.242 04010)10cos(210)( UVttu求等效阻抗：求等效阻抗：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器練習(xí)：練習(xí)： 求圖示三個(gè)耦合線

21、圈的去耦等效電路。求圖示三個(gè)耦合線圈的去耦等效電路。31231211MMMLL31231222MMMLL31231233MMMLL解：解：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器作業(yè)作業(yè)2：P286 P8-3、P 8-7要求：先通過(guò)要求：先通過(guò)T型去耦合，后計(jì)算。型去耦合，后計(jì)算。一定要畫(huà)圖一定要畫(huà)圖電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器（1 1組成：組成：N1: N1: 一次側(cè)線圈原邊線圈）一次側(cè)線圈原邊線圈）N2: N2: 二次側(cè)線圈副邊線圈）二次側(cè)線圈副邊線圈）芯架：非導(dǎo)磁材料芯架：非導(dǎo)磁材料（2 2電路模

22、型：電路模型：R1、R2是繞組電阻是繞組電阻RL是二次側(cè)負(fù)載是二次側(cè)負(fù)載us是一次側(cè)電源是一次側(cè)電源 4、一次側(cè)、二次側(cè)等效電路空心變壓器）、一次側(cè)、二次側(cè)等效電路空心變壓器）電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器（3 3電路方程：電路方程：由由KVLKVL得回路方程：得回路方程：S2111UIMjI)LjR( 0)(2221 IRLjRIMjL 1111LjRZ 令令：LRLjRZ 2222 SUIMjIZ 2111 02221 IZIMj 一次側(cè)自阻抗一次側(cè)自阻抗二次側(cè)自阻抗二次側(cè)自阻抗電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦

23、合電感和理想變壓器2222111ZMZUIs 2212ZIMjI 反映阻抗：反映二次側(cè)回路反映阻抗：反映二次側(cè)回路對(duì)一次側(cè)回路的影響對(duì)一次側(cè)回路的影響說(shuō)明：說(shuō)明：2222ZMZref 的的參參考考方方向向有有關(guān)關(guān)與與同同名名端端位位置置及及）與與同同名名端端位位置置無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)）121II2I11122ZMZref 反映阻抗：反映一次側(cè)回路反映阻抗：反映一次側(cè)回路對(duì)二次側(cè)回路的影響對(duì)二次側(cè)回路的影響電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器1一次側(cè)等效電一次側(cè)等效電路路2222ZM 二次側(cè)對(duì)一次側(cè)的反映阻抗二次側(cè)對(duì)一次側(cè)的反映阻抗11ZrefZ一次側(cè)回路自阻抗

24、一次側(cè)回路自阻抗11LjR （4 4等效電路等效電路? ?1 1一次側(cè)電流？一次側(cè)電流？輸入阻抗？輸入阻抗？refsZZUI 111refiZZZ 11電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器22ZLZLjR 22 1110ZUIs 二次側(cè)開(kāi)路時(shí)的電流二次側(cè)開(kāi)路時(shí)的電流二次側(cè)自阻抗二次側(cè)自阻抗1122ZMZref refZ 2 2二次側(cè)等效電路二次側(cè)等效電路一次側(cè)對(duì)二次側(cè)的反映阻抗一次側(cè)對(duì)二次側(cè)的反映阻抗10IMj ? ?2 2二次側(cè)電流？二次側(cè)電流？輸出阻抗？輸出阻抗？ refZZIMjI22102 refZZZ22o電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8

25、章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-7 電路如圖所示，知：電路如圖所示，知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H，R=10， 求穩(wěn)態(tài)電流求穩(wěn)態(tài)電流i2。t)V(us10cos210 方法一：反映阻抗法方法一：反映阻抗法1210222jLjRZ 1210110222222jZMZref 9 . 41 . 4jrefsZZUI 111 50111jLjZ 9.41.4500100jj 08522.0 2212ZIMjI 12108522. 01100jj 0135141.0 所以：所以：Atti)13510cos(2141.0)(02 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦

26、合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器方法二：等效電感法方法二：等效電感法 去耦合去耦合先求出先求出 然后用分流公式求然后用分流公式求1I2I1I2IRMLjMjMjRMLjMjMLjUIs )()(/()(2212 02513141. 0 I例例8-7 電路如圖所示，知：電路如圖所示，知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H，R=10， 求穩(wěn)態(tài)電流求穩(wěn)態(tài)電流i2。t)V(us10cos210 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-8 電路如圖所示，知：電路如圖所示，知：L1=5H， L2=1.2H，M=1H，求負(fù)載求負(fù)載R為何值時(shí)可獲得最大

27、功率傳輸？為何值時(shí)可獲得最大功率傳輸？t)V(us10cos210 解：斷開(kāi)負(fù)載解：斷開(kāi)負(fù)載R求輸出阻抗求輸出阻抗 102122ojjjZLjZref 50110221122jZMZref 2j 50111jLjZ 所以：所以： 可獲得最大功率傳輸可獲得最大功率傳輸 10o ZR電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器（6含互感元件電路分析應(yīng)注意：含互感元件電路分析應(yīng)注意： 1 1、列方程時(shí)不要漏掉互感電壓；、列方程時(shí)不要漏掉互感電壓； 2 2、注意同名端與互感電壓的關(guān)系；、注意同名端與互感電壓的關(guān)系； 3 3、去耦等效條件以及聯(lián)接方式；、去耦等效條件以

28、及聯(lián)接方式； 4 4、應(yīng)用戴維南定理時(shí)，內(nèi)外電路應(yīng)無(wú)耦合。、應(yīng)用戴維南定理時(shí)，內(nèi)外電路應(yīng)無(wú)耦合。 （5 5空心變壓器的分析方法：空心變壓器的分析方法：反映阻抗法；反映阻抗法；等效電感法去耦合）；等效電感法去耦合）；電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器一、組成：一、組成：N1: N1: 一次側(cè)線圈原邊線圈）一次側(cè)線圈原邊線圈）N2: N2: 二次側(cè)線圈副邊線圈）二次側(cè)線圈副邊線圈）芯架：高導(dǎo)磁材料芯架：高導(dǎo)磁材料二、電路模型：二、電路模型：?1?1?2?2?1?1?2?21U1U2U2U理想化條件：理想化條件： 1 1、全耦合，、全耦合，k=1;k=1

29、; 2 2、不消耗能量也不儲(chǔ)存能量、不消耗能量也不儲(chǔ)存能量; ; 3 3、L1L1、L2L2、MM; ;221212)(nNNLL 12NNn 21NNn 8.4 理想變壓器理想變壓器電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器三、電路方程：三、電路方程：1.1.電壓關(guān)系電壓關(guān)系注：電流方向與同名端滿足一致方向，否則取正注：電流方向與同名端滿足一致方向，否則取正2.2.電流關(guān)系電流關(guān)系4 4、同名端、參考方向不同，則電路方程不同。、同名端、參考方向不同，則電路方程不同。 12UnU 12In1I注：電壓方向與同名端滿足一致方向，否則取負(fù)注：電壓方向與同名端滿

30、足一致方向，否則取負(fù)3 3、一次電流與二次電流滿足代數(shù)關(guān)、一次電流與二次電流滿足代數(shù)關(guān)系系: : 1 1、電壓與電流相互獨(dú)立；、電壓與電流相互獨(dú)立；2 2、一次電壓與二次電壓滿足代數(shù)關(guān)系：、一次電壓與二次電壓滿足代數(shù)關(guān)系： 說(shuō)明說(shuō)明: : 12UnU 12In1I電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-108-10：寫(xiě)出下列理想變壓器伏安關(guān)系。：寫(xiě)出下列理想變壓器伏安關(guān)系。解：解：（1 1）（2 2）1 1只有一個(gè)參數(shù)只有一個(gè)參數(shù)n n無(wú)無(wú)L1L1、L2L2、MM）；）；2 2不消耗能量、不儲(chǔ)存能量，是無(wú)記憶元件不消耗能量、不儲(chǔ)存能量，是無(wú)記憶元

31、件理想變理想變壓器的壓器的特點(diǎn)：特點(diǎn)：0)()()()(2211 titutitu任任意意時(shí)時(shí)刻刻滿滿足足： 12UnU 12In1I 12UnU 121InI課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P281 T8-4、T 8-5電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器四、阻抗變換作用四、阻抗變換作用例：求下列電路輸入阻抗。例：求下列電路輸入阻抗。 22IUZo)(1212ZZnZi )/(1212ZZnZi 11IUZiLZn21 SZn2 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器五、用受控源模擬理想變壓器五、用受控源模擬理想變壓器

32、 12UnU 121InInUU21 121InI電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器?1?1?2?21U 2U + +- -六、含理想變壓器的電路分析六、含理想變壓器的電路分析理想變壓器作用：電壓變換、電流變換、阻抗變換理想變壓器作用：電壓變換、電流變換、阻抗變換例例8-118-11：圖示電路，求電壓：圖示電路，求電壓。2 U解：法解：法1 1：直接列寫(xiě)方程：直接列寫(xiě)方程KVLKVL： 010UI11 22UI25 12U10U 12I101IV020U2 解得：解得：V02U1 理想變壓器理想變壓器的的VCRVCR：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8

33、 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器移去負(fù)載，有：移去負(fù)載，有：2 2法法2 2：戴維南定理：戴維南定理1 UnUocS2oZnZ 0100 100 接入負(fù)載，電路如下：接入負(fù)載，電路如下：252502 ZUUoc25251000100 V020 ?1?1?2?21U 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-128-12：圖示電路，求：圖示電路，求?1?1?2?2 2U 1U解：解： 121U050I10I20 221UI)50j10(I10 12U2U 12I21IA)2j2(I1 A)21(I2 。和和 21II網(wǎng)孔方程：網(wǎng)孔方

34、程：解得：解得：理想變壓器的理想變壓器的VCRVCR：書(shū)書(shū)P280 例例 8-4-1設(shè)電壓參考方向如圖所示：設(shè)電壓參考方向如圖所示：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-138-13：圖示，求：圖示，求n=?Rn=?R可獲最大功率可獲最大功率PmPm；并求；并求Pm=Pm=？解：解：節(jié)點(diǎn)電壓方程：節(jié)點(diǎn)電壓方程：聯(lián)立求解，有：聯(lián)立求解，有：RUP22 0 dndP 2U1U?1 ?1 ?2 ?212101021)211(IUU 221)211(21 IUU 12UnU 121InI3232022 nnnU222)323(400 nnn1 nWPm

35、25 理想變壓器的理想變壓器的VCRVCR：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 8.5 技術(shù)實(shí)踐技術(shù)實(shí)踐8.5.2 隔離變壓器隔離變壓器作用：隔離、升壓降壓）作用：隔離、升壓降壓）作用：隔離直流作用：隔離直流作用：隔離高壓作用：隔離高壓電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-5-28-5-2：確定圖中負(fù)載兩端的電壓。：確定圖中負(fù)載兩端的電壓。 （a直流源作用直流源作用解：用疊加原理求負(fù)載電壓，解：用疊加原理求負(fù)載電壓，1 1當(dāng)直流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖當(dāng)直流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖a a所示。由于變壓器的隔直作

36、用，直流源產(chǎn)生的負(fù)載電壓所示。由于變壓器的隔直作用，直流源產(chǎn)生的負(fù)載電壓為零，即：為零，即：Vu0 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器 （b交流源作用交流源作用2 2交流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖交流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖b b所示，有：所示，有： VUU0110022021211 即：即： Vtu)cos(2110 3 3由疊加原理得負(fù)載的電壓為：由疊加原理得負(fù)載的電壓為： Vtuuu)cos(2110 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器8.5.3 變壓器用作阻抗匹配變壓器用作阻抗匹配作用：阻抗匹配作用：阻抗匹配

37、如：用理想變壓器使揚(yáng)聲器與功放匹配如：用理想變壓器使揚(yáng)聲器與功放匹配電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第8 8章章 耦合電感和理想變壓器耦合電感和理想變壓器例例8-5-38-5-3：理想變壓器匹配放大電路與揚(yáng)聲器，以便使揚(yáng)聲器：理想變壓器匹配放大電路與揚(yáng)聲器，以便使揚(yáng)聲器的功率最大。放大器的戴維南輸出阻抗是的功率最大。放大器的戴維南輸出阻抗是128128，揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器的內(nèi)阻抗為的內(nèi)阻抗為88，試確定變壓器的匝數(shù)比。，試確定變壓器的匝數(shù)比。 （a） 用理想變壓器使揚(yáng)聲器與放大器匹配用理想變壓器使揚(yáng)聲器與放大器匹配（b） 等效電路等效電路8LZ25. 04112882 nn解：用戴維南等效電路取代放大器，并將揚(yáng)聲器阻抗解