?耦合電感
耦合是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響,并通過(guò)相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸能量的現(xiàn)象。耦合電路就是指參與耦合過(guò)程的電路。
耦合電感是耦合線(xiàn)圈的理想化模型。當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)變化的電流時(shí),它的周?chē)鷮⒔⒏袘?yīng)磁場(chǎng)。如果兩個(gè)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)存在相互作用,就稱(chēng)這兩個(gè)線(xiàn)圈具有磁耦合。具有磁耦合的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線(xiàn)圈,稱(chēng)為耦合線(xiàn)圈。
耦合電感元件
設(shè)兩個(gè)線(xiàn)圈N1和N2,當(dāng)其中 一個(gè)線(xiàn)圈通入交變電流時(shí),在本線(xiàn)圈產(chǎn)生交變 自磁通,及相應(yīng)的自磁鏈,并引起自感電壓;同時(shí),自磁通的一部分(互磁通)穿過(guò)另一個(gè)線(xiàn)圈,產(chǎn)生相應(yīng)的互磁鏈,并引起互感電壓。 這種現(xiàn)象稱(chēng)為互感現(xiàn)象,這樣兩線(xiàn)圈稱(chēng)為耦合線(xiàn)圈或互感線(xiàn)圈。如果我們忽略耦合電感的電阻,僅根據(jù)耦合電感的主要物理特征,電磁感應(yīng)建立的電路模型稱(chēng)為耦合電感元件。
耦合電感元件用三個(gè)參數(shù)表征:自感 L1、L2和互感系數(shù)M?;ジ邢禂?shù)M的大小與兩 線(xiàn)圈的匝數(shù)、幾何尺寸、相對(duì)位置及媒介有關(guān),而與電流無(wú)關(guān)。
耦合電感元件正確使用的前提是:必須清楚耦合線(xiàn)圈的對(duì)應(yīng)關(guān)系端——同名端。同 名端的含義是:當(dāng)兩個(gè)耦合線(xiàn)圈通入的電流使耦合線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁通方向相同而相互加強(qiáng)時(shí),電流所流入(或流出)的兩個(gè)端鈕,稱(chēng)為同名端。
反映兩個(gè)耦合線(xiàn)圈的耦合松緊程度用耦合系數(shù)k來(lái)表示。說(shuō)明耦合系數(shù)M與自感L1、L2和互感系數(shù)M有關(guān)。一般情況 0≤K≤1。當(dāng)K=0時(shí),L1和L2無(wú)耦合關(guān)系;當(dāng) K≈1為緊耦合;當(dāng)K≤1為松耦合;當(dāng)K1為全耦合。
耦合電感的伏安關(guān)系
總結(jié):當(dāng)耦合線(xiàn)圈的電流均從同名端流進(jìn)(或流出)時(shí),互感電壓取“+”,反之取“-”。3耦合電感的電路計(jì)算
一、去耦等效電路
當(dāng)耦合電感的兩線(xiàn)圈串聯(lián)、并聯(lián)或各有一端相連成為三端元件時(shí),其電路可以等效為無(wú)互感(無(wú)耦合)的等效電路,我們稱(chēng)這種等效電路為去耦合等效電路。
二、耦合電感的串聯(lián)等效
1.順串:
2.反串:
圖1 耦合電感的串聯(lián)
三、耦合電感的并聯(lián)等效
1.同側(cè):
2.異側(cè):
圖2 耦合電感的并聯(lián)
4耦合電感和理想變壓器
耦合電感和理想變壓器是電路中的兩種元件,同屬于磁耦合元件,它們?cè)趯?shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。所謂磁耦合,是指載流線(xiàn)圈通過(guò)彼此的磁場(chǎng)而相互關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。但耦合電感和理想變壓器又有各自的特點(diǎn),耦合電感是動(dòng)態(tài)元件,能夠儲(chǔ)存能量,而理想變壓器既不儲(chǔ)存能量也不消耗能量,只是按照一定的變比傳遞能量。
理想變壓器是實(shí)際鐵心變壓器的理想化模型。
設(shè)變壓器電路的初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為N1,次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為N2
N1/N2=n 變壓器的變比
將實(shí)際變壓器理想化,要滿(mǎn)足的三個(gè)條件:
1、 初級(jí)和次級(jí)線(xiàn)圈無(wú)電阻損耗,即R1=0=R2;
2、 耦合系數(shù)k=1,即全耦合;
3、 線(xiàn)圈的感抗為無(wú)限大,即L1、L2、M→∞。
理想變壓器的電路模型:
評(píng)論
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