耦合電感元件及其特性

發(fā)布時(shí)間:2023-10-27
【磁耦合】兩個(gè)或兩個(gè)以上的載流線圈在空間上彼此靠近,其磁場互相影響的現(xiàn)象稱為磁耦合。
【耦合電感元件】描述耦合電感線圈的電路元件,描述其磁場及磁場之間的相互影響。
1、耦合電感元件的互感
【線性耦合電感元件的特性方程】 圖10-1-1所示相互耦合的線圈:當(dāng)線圈1通有電流時(shí),產(chǎn)生磁通與線圈1交鏈,的一部分還與線圈2交鏈;線圈2通有電流時(shí),產(chǎn)生磁通與線圈2交鏈,的一部分還與線圈1交鏈。因此,兩線圈的磁通
兩線圈的磁通鏈
當(dāng)耦合線圈是線性系統(tǒng)時(shí),磁通鏈和產(chǎn)生該磁通鏈的電流構(gòu)成線性關(guān)系,因此線性耦合電感元件的特性方程為
(線性耦合電感元件的特性方程)
【自感系數(shù)】 ,分別為耦合電感元件線圈1和線圈2的自感系數(shù),簡稱自感,當(dāng)線圈電流與自感磁通鏈的方向符合右手螺旋定則時(shí),為正數(shù)。單位為h。
【互感系數(shù)】互感系數(shù)定義為互感磁鏈與產(chǎn)生它的電流之比,即
;
可以證明,為正數(shù),單位為h。
【耦合系數(shù)】耦合系數(shù),用來反映兩線圈耦合的松緊程度。
2、同名端
【磁場加強(qiáng)型耦合】在圖10-1-1電流參考方向與線圈相對繞向下,兩線圈的磁場是相互加強(qiáng)的,稱為“加強(qiáng)型”,特性方程為:
【磁場削弱型耦合】改變線圈2的電流參考方向如圖10-1-2所示,則兩線圈的磁場相互削弱,特性方程為:
圖10-1-2 互感磁通鏈削弱自感磁通鏈的情況
同樣改變線圈2的繞向,兩線圈的磁場也將變?yōu)榛ハ嘞魅酰虼?,特性方程的形式與電流參考方向、線圈相對繞向有關(guān)。
【同名端】為了標(biāo)明線圈的相對繞向,在兩線圈上用“”或“”各標(biāo)出一個(gè)端子,稱為同名端,當(dāng)線圈同時(shí)流入同名端時(shí),兩線圈為“磁場加強(qiáng)型”。
【耦合電感元件的電路符號】耦合電感元件在電路中用標(biāo)有同名端和參數(shù)、、m的電路符號表示,如圖10-1-3所示。
3、耦合電感元件的電壓—電流關(guān)系(vcr)
若耦合電感元件兩線圈的電壓、電流均采用關(guān)聯(lián)的參考方向,則根據(jù)電磁感應(yīng)定律,圖10-1-3(a)電壓—電流的時(shí)域方程為:
改變同名端,如圖10-1-3(b)所示,vcr為:
正弦穩(wěn)態(tài)下,伏安關(guān)系為:
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