《含耦合电感的电路》PPT课件.ppt

第十章 含耦合电感的电路山东大学信息科学与工程学院内容提要n耦合电感元件n含有耦合电感元件的正弦电路分析n理想变压器理想变压器 对于耦合电感元件，重点掌握之间磁路耦合对感应电压的影响，注意 同名端、参考方向的作用。对于理想变压器重点掌握其原副边电压、电流变比关系、阻抗变换功 能、能量传递功能。在电路分析方法上，前面所学的相量分析法仍然适用。10-1 耦合电感元件n二端口耦合电感元件q是通过磁场联系相互约束的两电感元件的集合n二端口耦合电感元件的磁通链自感磁通链：互感磁通链：10-1 耦合电感元件n二端口耦合电感元件的参数q自感（系数）和互感（系数）：单位为-亨利（H）q耦合系数 q同名端10-1 耦合电感元件n二端口耦合电感元件的感应电压q取决于同名端和参考方向的关系10-2 含耦合电感正弦电路的计算n耦合电感元件的相量模型注意同名端的连接方式，以便正确地列出电路方程。注意同名端的连接方式，以便正确地列出电路方程。10-2-1 耦合电感元件的串联n耦合电感元件的串联 顺接反接n正向串联（顺接）：两个互耦电感元件的非同名端相连。n反向串联（反接）：两个互耦电感元件的同名端相连。等效电感：等效电感：10-2-2 耦合电感元件的并联n耦合电感元件的并联同名端相连非同名端相连n同名端相连 等效电感：n非同名端相连等效电感：例题n已知电路及参数如图，试列出该电路的网孔电流方程组 例题n求电路的戴维宁等效电路 等效阻抗：可用短路电路法、外施激励法求得。10-3 理想变压器n变压器q利用磁路耦合效应磁路耦合效应进行“交流信号交流信号”的传递、调整、隔离、传递、调整、隔离、阻抗匹配阻抗匹配的设备（部件）。q实质上是一种耦合电感元件。q常用变压器：升压变压器、降压变压器、隔离变压器等。n变压器的结构q变压器是由两个紧密耦合的线圈组成的，分别称为原边（初级）线圈、副边（次级）线圈。q原边线圈与信号源连接，构成原边（初级）回路，副边线圈与负载连接，构成副边（次级）回路。q原边线圈、副边线圈既有自电感又有互耦电感，同时线圈电阻将引起能量损耗。理想变压器n理想变压器q从实际变压器抽象出的反映其反映其主要特征主要特征的的模型模型q忽略线圈电阻等次要因素，用简单的模型描述用简单的模型描述原、原、副边电压、电流关系副边电压、电流关系。q配合电阻元件等，可模拟实际变压器 理想变压器n理想变压器元件模型q理想变压器是一个二端口元件 q理想变压器的变比（匝比）：原边与副边的电压（有效值或峰值）比值 n，是理想变压器的唯一参数。q理想变压器的（工作）特性方程q注意同名端q变比与原、副边线圈匝数关系：理想变压器q理想变压器等效受控源模型n理想变压器的属性理想变压器不再是动态元件不再是动态元件，它既不储能也不耗能不储能也不耗能，只是将原边能量向副边传递，传递过程中，按变比调整电压和电流。理想变压器n理想变压器的阻抗变换功能根据理想变压器工作特性，列出方程 原边等效阻抗 对于变比为 的理想变压器原边等效阻抗为副边阻抗的 倍。理想变压器q若副边负载为电阻R，则原边等效电阻为：q若副边负载为电感L，则原边等效电感为：q若副边负载为电容C，则原边等效电阻为：注：利用变压器的阻抗变换功能，可以实现注：利用变压器的阻抗变换功能，可以实现阻抗匹配阻抗匹配功能，功能，以便实现信号功率的有效传输。以便实现信号功率的有效传输。理想变压器n同名端方向变化后理想变压器的特性方程 n实际变压器与理想变压器近似的条件q变压器原、副边线圈自电感：L1、L2q耦合电感：q近似条件：L1、L2很大例题n一个理想变压器的额定值是2400V/120V，且在次级有50匝。计算：（a）匝数比，（b）初级的匝数，（c）初级绕组和次级绕组的额定电流值。q原、副边匝比：q初级匝数：q初级绕组和次级绕组的额定电流值匝例题n求负载的端电压 。q 回路分析法q阻抗变换法例题n已知信号源电动势6V，内阻100欧，扬声器的电阻8欧。q计算直接把扬声器接在信号源上时的输出功率。q若用匝比为n=3的变压器耦合，输出功率是多少？q若使输出功率达到最大，问变压比为多少？此时输出功率等于多少？n直接连接n用匝比为n=3的变压器耦合n若使输出功率达到最大，要求阻抗匹配 扬声器的反射阻抗 输出功率