《耦合电路》PPT课件

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1、第四章耦合电感和谐振电路4-2含有耦合电感的正弦电流电路4-1耦合电感4-3串联谐振4-4并联谐振14-1耦合电感2自感与互感1、自感：一个孤立线圈由于自身电流变化引起线圈中磁链变化从而产生感应电压的现象。其电路模型——电感元件。iuLL2、互感：当两个或多个线圈彼此接近时，无论哪一个线圈电流变化，除存在自感现象外，还会在其他线圈产生感应电压的现象。它们称为耦合线圈，其电路模型——耦合电感元件。3一、互感两个相距很近的线圈（非磁性介质），当线圈1中通入电流i1时，在线圈1中就会产生自感磁链Ψ11，而一部分磁链Ψ21，同时也穿过线圈2，且Ψ21≤

2、Ψ11。同样，若在线圈2中通入电流i2，它除产生自感磁链Ψ22，也有一部分磁链Ψ12同时穿过线圈1。++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a)4++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a)像这种一个线圈的磁通与另一个线圈相交链的现象，称为磁耦合，即互感。Ψ21和Ψ12称为耦合磁链或互感磁链。为便于讨论，规定每个线圈的电流、电压参考方向相关联，与其产生的磁链参考方向符合右手螺旋法则，也为相关联。5++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a)++121′2′1i11y12y21y22y1

3、u2u2i(图b)假定穿过线圈每一匝的磁通都相等，则交链线圈1的自感磁链与互感磁链分别为ψ11=N1Φ11，ψ12=N1Φ12；交链线圈2的自感磁链与互感磁链分别为ψ22=N2Φ22，ψ21=N2Φ21。6上面一式表明线圈1对线圈2的互感系数M21，等于穿越线圈2的互感磁链与激发该磁链的线圈1中的电流之比。二式表明线圈2对线圈1的互感系数M12，等于穿越线圈1的互感磁链与激发该磁链的线圈2中的电流之比。可以证明。M21=M12=M类似于自感系数的定义，互感系数的定义为：互感系数简称互感。互感的单位与自感相同，也是亨利（H）。7两线圈的互感系数小

4、于等于两线圈自感系数的几何平均值，即工程上常用耦合系数K来表示两线圈的耦合松紧程度，其定义为可知，0≤K≤1，K值越大，说明两个线圈之间耦合越紧，当K=1时，称全耦合，当K=0时，说明两线圈没有耦合。8耦合系数K的大小与两线圈的结构、相互位置以及周围磁介质有关。如图4-2(a)所示的两线圈绕在一起，其K值可能接近1。相反，如图4-2(b)所示，两线圈相互垂直，其K值可能近似于零。由此可见，改变或调整两线圈的相互位置，可以改变耦合系数K的大小。图10-29二、同名端线圈的同名端是这样规定的：具有磁耦合的两线圈，当电流分别从两线圈各自的某端同时流入

5、（或流出）时，若两者产生的磁通相助，则这两端叫作互感线圈的同名端，用黑点“·”或星号“*”作标记。对图(a)，当i1、i2分别由端纽a和d流入（或流出）时，它们各自产生的磁通相助，因此a端和d端是同名端（当然b端和c端也是同名端）；a端与c端（或b端与d端）称异名端。图10-4同名端10++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a)++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图b)i2i1M2u1u●●++2L1L（图b）。。。。i2i1M2u1u●●++2L1L（图a）。。。。同名端表明了线圈的相对绕向.11例

6、题i11'22'**11'22'3'3**注意：线圈的同名端必须两两确定。12三、互感电压如果每个线圈的电压、电流为关联参考方向，且每个线圈的电流与该电流产生的磁通符合右手螺旋法则，而自感磁通又与互感磁通方向一致，即磁通相助，如图4-1(a)所示。这种情况交链线圈1、2的磁链分别为：++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a)13由电磁感应定律，当通过线圈的电流变化时，线圈两端会产生感应电压式中、分别为线圈1、2的自感电压，、分别为线圈1、2的互感电压。++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图a

7、)14图10-3磁通相消的耦和电感如果自感磁通与互感磁通的方向相反，即磁通相消，如图4-3所示，耦合电感的电压、电流关系方程式为：++121′2′1i11y12y21y22y1u2u2i(图b)i2i1M2u1u●●++2L1L（图b）。。。。15互感电压、的符号这样确定：当两线圈电流均从同名端流入（或流出）时，线圈中磁通相助，互感电压与该线圈中的自感电压同号。；否则，当两线圈电流从异名端流入（或流出）时，由于线圈中磁通相消，故互感电压与自感电压异号，即自感电压取正号时互感电压取负号，反之亦然。总结自感电压、取正还是取负，取决于本电感的u、i的

8、参考方向是否关联，若关联，自感电压取正；反之取负。16四、同名端的测定●●●●212′1′V+1.5V当开关闭合时，电流有i急剧增加到某一值量，如果发