第六章互感电路(共63).ppt

1、第6章 互感电路6.1 互感与互感电压互感与互感电压 6.2 同名端及其判定同名端及其判定 6.3 具有互感电路的计算具有互感电路的计算 *6.4 空芯变压器空芯变压器 第第6章章 互感电路互感电路第6章 互感电路6.1 互感与互感电压互感与互感电压第6章 互感电路目的与要求目的与要求1、理解互感系数的定义2、会计算互感电压第6章 互感电路重点与重点与 难点难点重点：重点：互感电压、互感系数难点：难点：耦合系数第6章 互感电路i1a*bi2cd2 11 112图 6.1 互感应现象 6.1.1 互感现象一互感现象一 第6章 互感电路1、自感磁通11：在线圈1中通以交变电流i1，使线圈1具有的磁

2、通11叫自感磁通11。2、自感磁链11： 11=N1 11叫线圈1的自感磁链。3、互感磁通21：由于线圈2处在i1所产生的磁场中， 11的一局部穿过线圈2，线圈2具有的磁通21叫做互感磁通。4、互感磁链21： 21=N2 216.1.1 互感现象二互感现象二第6章 互感电路6.1.1 互感现象三互感现象三5、互感电压： i1的变化引起21变化，从而在线圈2中产生的电压叫互感电压。6、互感现象：由一个线圈的交变电流在另一个线圈中产生感应电压的现象叫做互感现象。 第6章 互感电路2112221121212112121121MMMiMiMiMi6.1.2 互感系数互感系数第6章 互感电路221121

3、122211211221211212121212122121212222222221111111121,LLMMkiNiMiNiMiNiLiNiLLLMk6.1.3 耦合系数耦合系数第6章 互感电路dtdiMdtdudtdiMdtdu21212121216.1.4 互感电压一互感电压一 第6章 互感电路6.1.4 互感电压二互感电压二22121121212111212211,)2sin()2sin(cos)sin(sin,sinIjXIMjUIjXIMjUtMIutMItMIdttIdMdtdiMutIitIiMMmmmmmm第6章 互感电路 教学方法教学方法 将互感与自感比较着讲解，帮助学生

4、理解互感的定义第6章 互感电路思考题思考题1、互感应现象与自感应现象有什么异同？2、互感系数与线圈的那些因素有关？3、两耦合线圈的L1=0.04H， L2=0.06H， k=0.4,试求其互感。4、 式中互感电压的参考方向与互感磁通及电流的参考方向之间有什么关系？jU211IM第6章 互感电路 6.2 同名端及其判定同名端及其判定第6章 互感电路目的与要求目的与要求会判断同名端，理解同名端的测定第6章 互感电路重点与重点与 难点难点重点重点:互感电压参与方向的标定难点难点:同名端的测定第6章 互感电路i1a *b21111c*d2u21(a)i1ab21111cd2u21(b)图 6.2 互感

5、电压与线圈绕向的关系 6.2.1 同名端同名端 一一第6章 互感电路 当两个线圈的电流分别从端钮1和端钮2流进时, 每个线圈的自感磁通和互感磁通的方向一致, 就认为磁通相助, 那么端钮1、 2就称为同名端。 L1L2*M图6.3 有耦合电感的电路模型 6.2.1 同名端同名端 二二第6章 互感电路UsVS12i1*图6.4 同名端的测定 当随时间增大的电流从一线圈的同名端流入时, 会引起另一线圈同名端电位升高。 6.2.2 同名端的测定同名端的测定第6章 互感电路 u11*i1u21(a)u12*i2u22(b)图 6.5 互感线圈中电流、 电压参考方向 6.2.3 同名端原那么一同名端原那么

6、一第6章 互感电路6.2.3 同名端原那么二同名端原那么二dtdiMudtdiMu12121222121121IjXIMjUIjXIMjUMM第6章 互感电路 图 6 . 6 所 示 电 路 中 , M = 0 . 0 2 5 H , , 试求互感电压u21。 解 选择互感电压u21与电流i1的参考方向对同名端一致, 如图中所示。那么 tAi1200sin21例例6.1一一dtdiMu121第6章 互感电路例例6.1二二*MU21I1图 6.6 例 6.1 图 第6章 互感电路其相量形式为： VtuVjIMjUAIIMjU)901200sin(230903001025. 0120001,211

7、211121故所以例例6.1三三第6章 互感电路教学方法教学方法讲授法第6章 互感电路 1、在图6. 4中，假设同名端，开关原先闭合已久，假设瞬时 切断开关，电压表指针如何偏转？为什么？这与同名端一致原那么矛盾吗？ 2、请在图6. 8中标出自感电压和互感电压的参考方向，并写出 u1和 u2的表达式。思考题一思考题一第6章 互感电路思考题二思考题二Mu1+u2+3412L1L2(b)*i1i2Mu1+u2+3412L1L2(a)*i1i2图6 .8 思考题 2 图第6章 互感电路 6.3 具有互感电路的计算具有互感电路的计算第6章 互感电路目的与要求目的与要求会计算互感电路的计算第6章 互感电路

8、重点与难点重点与难点重点：重点：串联等效电感，并联等效电路难点：难点：互感消去法第6章 互感电路L1*ML2U1IU2U*6.3.1 互感线圈的串联一互感线圈的串联一1. 顺向串联顺向串联：两线圈的异名端相连。第6章 互感电路MLLLILjIMLLjUUIMjILjUUUIMjILjUUUFF2)2(212121221222112111串联后总电压6.3.1 互感线圈的串联二互感线圈的串联二第6章 互感电路6.3.1 互感线圈的串联三互感线圈的串联三图 6.10 反向串联 L1*ML2U1IU2U*2、反向串联：、反向串联：两个线圈的同名端相连。第6章 互感电路42)2(21212122122

9、2112111RFRRLLMMLLLILjIMLLjUUUIMjILjUUUIMjILjUUU6.3.1 互感线圈的串联四互感线圈的串联四第6章 互感电路 将两个线圈串联接到工频220V的正弦电源上, 顺向串联时电流为2.7A,功率为218.7W, 反向串联时电流为7A,求互感M。 解解 正弦交流电路中, 当计入线圈的电阻时, 互感为M的串联磁耦合线圈的复阻抗为 例例 6.2一一第6章 互感电路例例 6.2二二HRRIUMLLLIPRRZFFF24. 030)7 . 2220(1001)()(10012307 . 27 .218)(222212212221第6章 互感电路反向串联时, 线圈电阻

10、不变, 根据条件可得 221221)()(10012RRIUMLLLRRH03. 0307220100122HLLMRF053. 0403. 024. 04例例 6.2三三第6章 互感电路1同侧并联同侧并联 异侧并联异侧并联 2有时为了便于分析电路，将有时为了便于分析电路，将*式整理式整理L1*M(a)L2*IUI2I1L1*M(b)L2*IUI2I16.3.2 互感线圈的并联一互感线圈的并联一第6章 互感电路12221121IMjILjUIMjILjUIIMLLMLLLLjMLLMLLjIUZ22)(2122121221求解得：求解得：6.3.2 互感线圈的并联二互感线圈的并联二第6章 互感

11、电路IMjIMLjIIMjILjUIMjIMLjIIMjILjU2222211111)()()()(3有时为了便于分析电路，将*式整理6.3.2 互感线圈的并联三互感线圈的并联三去耦等效电路第6章 互感电路6.3.2 互感线圈的并联四互感线圈的并联四iui2i1L1+ ML2+ MMM 正号对应于同侧并联 负号对应于异侧并联M前负号对应于同侧并联M前正号对应于异侧并联 图 6.12 消去互感后的等效电路 第6章 互感电路1222321113IMjILjUIMjILjUIMjIMLjUIMjIMLjU22231113)()(6.3.2 互感线圈的并联五互感线圈的并联五第6章 互感电路Mi2i1L

12、2L13i12图 6.13 一端相连的互感线圈 i2i13i21L1+ ML2+ M M图 6.14 去耦等效电路 M 前正号对应同侧相连，M前负号对应异侧相连6.3.2 互感线圈的并联六互感线圈的并联六第6章 互感电路教学方法教学方法结合实验讲解本节内容第6章 互感电路思考题一思考题一CMABCD(a)MABD(b)图6.15 思考题1图 1、图6.15中给出有互感的两个线圈的两种连接方法，现测出等效电感LAC=16mH, LAD=24mH, 试标出线圈的同名端，并求出M。第6章 互感电路思考题二思考题二2、两线圈的自感分别为0.8H和0.7H，互感为0.5H，电阻不计。试求当电源电压一定时

13、，两线圈反向串联时的电流与顺向串联时的电流之比。 3、图6.16所示电路中，L1=0.01H , L2=0.02H, M=0.01H，C=20F, R1=5, R2=10, 试分别确定当两个线圈顺向串联和反向串联时电路的谐振角频率0。第6章 互感电路CMR 1R 2L 1L 2MR 1R 2L 2L 1*i1* 图 6.16 思考题 3 图 图 6.17 思考题 4 图 4、画出图6.17所示电路的去耦等效电路，并求出电路的输入阻抗。思考题三思考题三第6章 互感电路*6.4 空芯变压器空芯变压器第6章 互感电路目的与要求目的与要求理解空芯变压器及反射阻抗的概念第6章 互感电路重点与难点重点与难

14、点重点：重点：芯变压器、反射阻抗难点：难点：反射阻抗第6章 互感电路 L1L2*Mi2R1i1R2u1RLXL图 6.18 空芯变压器电路 *6.4 空芯变压器一空芯变压器一第6章 互感电路0)()(222112111IjXRLjRIMjUIMjILjRLLMLLjXMjZZjXRjXRLjRZLjRZ2112222222221111,*6.4 空芯变压器二空芯变压器二第6章 互感电路*6.4 空芯变压器三空芯变压器三则其中.,222222LLXLXRRR02221211212111IZIZUIZIZ2221111122221212)(ZMZUIIZMjZIZI第6章 互感电路22222222

15、222111122211111)()()()()(jXRMXLjRRMZMZZZZMZIUZLLff*6.4 空芯变压器四空芯变压器四)(2222212222212222211111122222222XXRXXjRXRXRjXRXjXRZZZMMMf第6章 互感电路2222222221122222222211XXRXXXRXRXRRMM称反射电阻222222222RXRXM称反射电抗222222222XXRXM*6.4 空芯变压器五空芯变压器五第6章 互感电路图 6 . 1 8 所 示 的 空 芯 变 压 器 , 其 参 数 为 : R1=5,L1=30,R2=15,L2=120, M=50,

16、 U1=10V, 次级回路中接一纯电阻负载RL=100, XL=0。求负载端电压及变压器的效率。解解 令令 , 将数值代入式将数值代入式6.16, 可可得得 VU01010)120115(5010503052121IjIjIjIj例例6.3一一第6章 互感电路从而可得 AIIjIjIIjIjI3 . 7122. 03 . 77 .81101050)305(8 .4332. 38 .4332. 390502 .4616550)120115(2222221例例6.3二二第6章 互感电路例例6.3三三%8 .58588. 0)(1 .51405. 03 . 7122. 08 .4332. 32 .122221212212LLLLRRIRIRIAIVRIU第6章 互感电路u1X1R1图6.19 空芯变压器的初级等效电路 *6.4 空芯变压器六空芯变压器六第6章 互感电路jMI1jL2I2jL1I1jMI2U1I1