耦合电感元件及其特性

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【磁耦合】两个或两个以上的载流线圈在空间上彼此靠近,其磁场互相影响的现象称为磁耦合。

【耦合电感元件】描述耦合电感线圈的电路元件,描述其磁场及磁场之间的相互影响。

1、耦合电感元件的互感

【线性耦合电感元件的特性方程】 图10-1-1所示相互耦合的线圈:当线圈1通有电流耦合电感元件及其特性时,耦合电感元件及其特性产生磁通耦合电感元件及其特性与线圈1交链,耦合电感元件及其特性的一部分耦合电感元件及其特性还与线圈2交链;线圈2通有电流耦合电感元件及其特性时,耦合电感元件及其特性产生磁通耦合电感元件及其特性与线圈2交链,耦合电感元件及其特性的一部分耦合电感元件及其特性还与线圈1交链。因此,两线圈的磁通

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两线圈的磁通链

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当耦合线圈是线性系统时,磁通链和产生该磁通链的电流构成线性关系,因此线性耦合电感元件的特性方程为

耦合电感元件及其特性 (线性耦合电感元件的特性方程)

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【自感系数】 耦合电感元件及其特性耦合电感元件及其特性分别为耦合电感元件线圈1和线圈2的自感系数,简称自感,当线圈电流与自感磁通链的方向符合右手螺旋定则时,为正数。单位为H。

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【互感系数】互感系数定义为互感磁链与产生它的电流之比,即

耦合电感元件及其特性;

可以证明耦合电感元件及其特性,为正数,单位为H。

【耦合系数】耦合系数耦合电感元件及其特性,用来反映两线圈耦合的松紧程度。

2、同名端

【磁场加强型耦合】在图10-1-1电流参考方向与线圈相对绕向下,两线圈的磁场是相互加强的,称为“加强型”,特性方程为:

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【磁场削弱型耦合】改变线圈2的电流参考方向如图10-1-2所示,则两线圈的磁场相互削弱,特性方程为:

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图10-1-2 互感磁通链削弱自感磁通链的情况

同样改变线圈2的绕向,两线圈的磁场也将变为互相削弱,因此,特性方程的形式与电流参考方向、线圈相对绕向有关。

【同名端】为了标明线圈的相对绕向,在两线圈上用“耦合电感元件及其特性”或“耦合电感元件及其特性”各标出一个端子,称为同名端,当线圈同时流入同名端时,两线圈为“磁场加强型”。

【耦合电感元件的电路符号】耦合电感元件在电路中用标有同名端和参数耦合电感元件及其特性耦合电感元件及其特性M的电路符号表示,如图10-1-3所示。

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3、耦合电感元件的电压—电流关系(VCR)

若耦合电感元件两线圈的电压、电流均采用关联的参考方向,则根据电磁感应定律,图10-1-3(a)电压—电流的时域方程为:

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改变同名端,如图10-1-3(b)所示,VCR为:

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正弦稳态下,伏安关系为:

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