理论教育 耦合电感的等效电路的分析介绍

耦合电感的等效电路的分析介绍

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:应用KVL和KCL,同理可求得u,i的关系为由式可得等效电感为异侧并联耦合电感的去耦等效电路如图6-8所示。图6-9三端耦合电感同名端相连及其等效电路一个在公共端钮相连接的耦合电感,若异名端相连,如图6-10所示。图6-11耦合电感的含受控源等效电路例6-1求图6-12所示耦合电感的伏安关系。

耦合电感的等效电路的分析介绍

1.耦合电感的串联等效电路

若两耦合电感顺接串联,即相加连接,如图6-4(a)所示,由图可得

由式(6-24)可知,顺接串联的耦合电感等效于一个电感,如图6-5(b)所示,其等效电感值为

图6-5 耦合电感的顺接串联及其等效电路

若两耦合电感反接串联,即相反连接,如图6-6(a)所示,由图可得

由式(6-24)可知,顺接串联的耦合电感等效于一个电感,如图6-6(b)所示,其等效电感值为

图6-6 耦合电感的反接串联及其等效电路

根据式(6-25)和式(6-27)可以通过实验的方法测量两耦合电感的互感,具体方法是将耦合电感顺接一次,有L=L1+L2+2M;再将耦合电感反接一次,有L=L1+L2-2M。将两次串接没得的电感相减,则有

2.耦合电感的并联等效电路

若两耦合电感的同名端连接在一起,构成并联连接,即同侧并联,如图6-7(a)所示。应用KVL和KCL,有

联立以上三式解得u,i的关系为

由式(6-28)可得等效电感为

同侧并联耦合电感的去耦等效电路如图6-7(b)所示。

图6-7 耦合电感的同侧并联及其等效电路

图6-8 耦合电感的异侧并联及其等效电路

若两耦合电感的异名端连接在一起,构成并联连接,即异侧并联,如图6-8(a)所示。应用KVL和KCL,同理可求得u,i的关系为

由式(6-30)可得等效电感为

异侧并联耦合电感的去耦等效电路如图6-8(b)所示。

3.耦合电感的T形去耦等效电路

一个在公共端钮相连接的耦合电感,若同名端相连,如图6-9(a)所示。由图可知

由式(6-32)和式(6-33)可画出电路如图6-9(b)所示,它与图6-9(a)所示是等效的。(www.daowen.com)

图6-9 三端耦合电感同名端相连及其等效电路

一个在公共端钮相连接的耦合电感,若异名端相连,如图6-10(a)所示。同理可求得其去耦等效电路如图6-10(b)所示。

图6-10 三端耦合电感异名端相连及其等效电路

4.耦合电感的含受控源等效电路

对于图6-11(a)所示耦合电感,其端口的伏安关系为

由此,可得受控源等效电路如图6-11(b)所示。

图6-11 耦合电感的含受控源等效电路

例6-1 求图6-12所示耦合电感的伏安关系。

图6-12 例6-1图

解 在图6-12(a)中,i1和u1,i2和u2的参考方向一致,自感电压取正,而i1和i2从异名端流入,故互感电压和自感电压异号,于是有耦合电感的伏安关系为

在图6-12(b)中,i1和u1的参考方向一致,自感电压取正,而i2和u2的参考方向不一致,自感电压取负。又i1和i2从同名端流入,故互感电压和自感电压同号,于是有耦合电感的伏安关系为

例6-2 两个具有耦合的线圈如图6-13所示。(1)标出它们的同名端;(2)当开关S闭合时或闭合后再打开时,试根据毫伏表的偏转方向确定同名端。

图6-13 例6-2图

解 (1)根据同名端的定义和两个线圈的绕向。可判定出同名端为(1,2)。

(2)当开关S闭合时,线圈1中有随时间增大的电流i1电源正极流入线圈端子1,这时,则毫伏表的高电位端与1端为同名端。当开关S闭合后再打开时,电流i1减小,毫伏表的低电位端与1端为同名端。

例6-3 图6-14所示电路中,已知L1=6H,L2=3H,M=4H。试求从端子1-1′看进去的等效电感。

图6-14 例6-3图

解 (1)图6-14(a)中耦合电感的同名端异侧相连,去耦合可得去耦等效电路如图6-14(a′)所示,由图可得

Leq=(L1+M)+(L2+M)∥(-M)=10+7∥(-4)=0.667H

(2)图6-14(b)中耦合电感的同名端同侧相连,去耦合可得去耦等效电路如图6-14(b′)所示,由图可得

Leq=(L1-M)+(L2-M)∥M=2+(-1)∥4=0.667H

(3)图6-14(c)的去耦合可得去耦等效电路如图6-14(c′)所示,由图可得

Leq=(L1-M)+M∥(L2-M)=2+4∥(-1)=0.667H

(4)图6-14(d)的去耦合可得去耦等效电路如图6-14(d′)所示,由图可得

Leq=(L1+M)+(-M)∥(L2+M)=10+(-4)∥7=0.667H

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