理化生电路分析.pptx

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1、(11-2)(11-3)图11-1 一对耦合电感、电感II开路 第1页/共54页 对磁链而言考虑线圈的位置和绕向地位完全相同的端钮称为同名端。将正值并为增长的电流流入端和互感电压的高电位端称为同名端。将同名端标上符号“”。电流i1与 的方向对同名端一致。第2页/共54页 知道线圈的绕向，由自感磁通和互感磁通的方向来确定同名端，如果i1和i2产生的自感磁通和互感磁通方向一致，那么i1和i2所指向的端钮就是同名端。第3页/共54页(11-4)(11-5)第4页/共54页图11-5 例11-1解 假定i 及互感电压uM的参考方向如图中所示，则根据同名端的含义可得例 11-1 电路如图11-5所示，试

2、确定开关打开瞬间，22间的真是极性。当S打开瞬间，正值电流减小，故知uM0.5时称为紧耦合,k0.5时称为松耦合,k值反映耦合的强弱程度。第13页/共54页耦合电感的顺接串联(b)(a)图11-12 耦合电感的顺接串联第14页/共54页耦合电感的反接串联 图11-13 耦合电感的反接串联(b)(a)第15页/共54页(a)(b)图11-15 空心变压器M回路方程为(11-21)(11-22)或写为(11-23)(11-24)其中 第16页/共54页解得(11-25)(11-26)由(11-23)(11-24)第17页/共54页由(11-25)式可得从电源端看进去的输入阻抗为(11-27)其中Z

3、11=R1+jL1，为初级回路的自阻抗；为次级回路在初级回路中的反映阻抗。图11-16 等效一次电路，方框代表反映阻抗第18页/共54页由(11-25)、(11-26)得(11-28)(11-29)(11-30)M第19页/共54页由公式可以看出：次级对初级的反映阻抗实质是次级电流 在初级中的互感电压 在初级中假想阻抗(反映阻抗)上的压降。而用(11-30)计算次级电流 时，其分子 即为初级对次级的感应电压，因而无需再考虑初级对次级的反映阻抗。可得(11-30)第20页/共54页例11-5 电路如图11-18(a)所示，已知L1=3.6H，L2=0.06H，M=0.465H，R1=20，R2=

4、0.08，RL=42，正弦电压 ，求初级电流 。(a)(b)图11-18例11-5M解第21页/共54页(b)反映阻抗输入阻抗为初级等效电路如图(b)初级电流相量为第22页/共54页例 11-6 接续上例，求次级电流 。解 由(11-30)式注意图11-18(a)的同名端，得第23页/共54页例 试用戴维南定理求解图11-18(a)所示电路的次级电流 。根据反映阻抗的概念解M第24页/共54页故得根据图(b)所示的等效次级电路，可得第25页/共54页例 11-7 图11-19电路次级短路，已知：L1=0.1H，L2=0.4H，M=0.12H 求ab端的等效电感L。解 可在初级加正弦电压，求初级

5、电流。求出等效阻抗后，即可算出等效电感。图11-19 例11-7用反映阻抗的概念做更为简便。用Zref代表阻抗，则初级等效阻抗为式中 即为所求等效电感。以数据代入得M第26页/共54页(a)图11-21 耦合电感及其T形等效替换M对于(a)的VCR为 而在(b)的T形等效变换电路中，由KVL得比较di1/dt和di2/dt前系数，可得T形等效电路中各电感值应为(b)第27页/共54页 耦合电感同端并联耦合电感异端并联第28页/共54页例 11-8 试求图11-22(a)所示电路的输入阻抗。解 由耦合电感同名端相接图11-22(a)可化为图11-22(b)所示的等效电路图11-22 例11-8(

6、a)(b)M第29页/共54页例 11-9 试求图11-23(a)所示为自耦变压器的电路，其中两个线圈实际上是由一个线圈抽头而成。因此，这两个线圈绕向必然相同，同名端必然是图中所示的位置。这两个线圈的电感分别为L1及L2，它们之间的互感为M。试列出求解电流相量 和 所需的方程组。解 由耦合电感异名端相接图11-23(a)可化为图11-23(b)所示的等效电路图11-23 例11-9(a)(b)M第30页/共54页图11-23 例11-9(a)(b)M即第31页/共54页初级线圈的匝数为N1，次级线圈的匝数为N2，则匝比(11-33)图11-25 理想变压器第32页/共54页 图11-25 理想

7、变压器(11-34)(11-35)伏安关系(11-31)(11-32)线圈两端电压的参考方向对同名端位置一致时，电压关系式取正号；否则，取负号。电流的参考方向都为流入或流出线圈的同名端时，电流关系式取负号；否则，取正号。第33页/共54页(11-37)图11-27 理想变压器的电阻变换作用(a)(b)在正弦稳态中若次级所接阻抗为ZL(j)，则初级的输入阻抗，或次级对初级的折合阻抗为(11-38)第34页/共54页例11-10 某电源的内阻RS为10k，负载RL=10。为使负载能从 电源获得最大功率，由9-7可知，电源内阻应与负载电阻相等。可利用变压器来达到最大功率匹配。设电路如图11-28(a

8、)所示，试求理想变压器匝比。(a)(b)图11-28 例11-10解 由变压器电阻变换性质可得等效初级电路如图(b)。根据9-7所述，最大功率匹配的条件是因此：即第35页/共54页例11-11 电路如图11-29所示，试求电压 。解一 由KVL可得：图11-29 例11-11(a)理想变压器的VCR由这4个式子可得解得第36页/共54页解二 次级电阻在初级折合为50/n2=50/100=0.5得等效初级电路如图11-29(b)所示。由此可得：图11-29 例11-11(a)(b)第37页/共54页解三 用戴维南定理做。原带南路中在ab两端断开，求其左侧部分的戴维南等效电路 为此，应先求得ab端

9、的开路电压由于 必然为零，因此故得开路电压(a)为求得戴维南等效电阻，将电压源置零。折合电阻为故得(b)第38页/共54页课题练习 求Z为何值时，它能获得最大功率Pmax，并求Pmax的值。第39页/共54页作业114 、118 、11131114、1115、1116第40页/共54页11-4 图题11-4所示电路，耦合系数k=0.5，求输出电压 。图题11-4(a)(b)解由去耦等效可得图(a)、从而得图(b)第41页/共54页(b)第42页/共54页图题11-4(a)(b)第43页/共54页(b)第44页/共54页11-8 电路如图题11-8所示，试求电源端的输入阻抗、电流 和 。图题11

10、-8解(a)(b)第45页/共54页(a)第46页/共54页11-13 电路如图题11-10所示，已知 ，试求电压 。解由理想变压器的VCR图题11-10得第47页/共54页11-14 电路如图题11-11所示电路中的理想变压器由电流源激励。求输出电压 。解由理想变压器的VCR图题11-11第48页/共54页11-15 电路如图题11-12所示，确定理想变压器的匝比n，使10电阻能获得最大功率。解图题11-12(b)理想变压器的阻抗变换关系得获得最大功率条件为(a)第49页/共54页11-16 电路如图题11-13所示，试求ab左边的戴维南等效电路，并由此求 。解 由ab两端开路得图题11-13(b)由理想变压器阻抗变换可得图(b)的戴维南等效电路(a)第50页/共54页11-21 图题11-16所示电路在 时串联谐振，试求C，已知k=0.5。图题11-16解(a)第51页/共54页图题11-16串联谐振时输入阻抗为纯电阻，阻抗的虚部为零，得(b)第52页/共54页11-22 求图题11-17所示电路的输入阻抗。解 由理想变压器的阻抗变换公式得图(b)图题11-17(a)(b)第53页/共54页感谢您的观看！第54页/共54页