含耦合电感电路的分析

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含耦合电感的正弦稳态电路仍然用相量分析法。对耦合电感元件的处理有二种方法:①利用耦合电感元件的VCR方程,列写电路方程来求解电路。②用耦合电感元件的去耦等效电路进行计算。

1、耦合电感的VCR应用

应用耦合电感元件的VCR方程,列写电路方程来求解电路。这种方法的关键在于正确写出耦合电感的VCR方程。

【例1】在图10-2-1所示电路中,耦合电感的耦合系数 含耦合电感电路的分析,求电路消耗的总功率。

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解:由耦合电感的耦合系数 含耦合电感电路的分析,可以计算出含耦合电感电路的分析。指定网孔电流含耦合电感电路的分析含耦合电感电路的分析的参考方向如图10-2-1所示。按照图中线圈电压方向,耦合电感为磁场削弱型。按网孔绕向列写网孔KVL方程

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解得

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电路消耗的总功率即电源发出的总有功功率

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2、用受控源表示互感电压

【互感电压用受控源表示】在耦合电感元件的伏安关系中,互感压降可用受控电压源表示,由此耦合电感中的磁耦合关系可用受控源耦合来等效。如图10-2-2所示。

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【例2】对图10-2-1所示电路中,画出耦合电感的受控源等效电路。

解:将图10-2-1所示电路中的耦合电感用含受控源电路等效,得到图10-2-3所示电路。对该电路列写网孔方程与例10-2-1中所得方程完全一致。

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图10-2-3 图10-2-1 的受控源等效电路

3、去耦等效电路及应用

当耦合电感元件的两个线圈电气上有连接时,可将耦合电感元件用非耦合的线性电感元件等效,称为去耦。

【T形去耦等效电路】图10-2-4所示去耦,去耦前后,各条支路电流相同,各结点之间的电压相同。但注意,“o”并非“1”点。等效电路与电流参考方向无关。

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【两线圈串连的等效电感】非同名端相连,如图10-2-6所示,进行T形去耦得

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同名端相连,如图10-2-7所示,进行T形去耦得

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【两线圈并联的等效电感】 图10-2-8(a)用同名端相连的T形去耦,得到的等效电路为图10-2-8(b),因此

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同理可得如图10-2-9所示非同名端并联线圈的等效电感

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【例3】 图10-2-10所示电路中,含耦合电感电路的分析含耦合电感电路的分析含耦合电感电路的分析含耦合电感电路的分析V,求含耦合电感电路的分析

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解 将原电路去耦,得到去耦等效电路,如图10-2-10(b)所示,由此

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求解含耦合电感电路的分析的等效电路如图10-2-10(c)所示,其中

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所以,

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综上所述,在电路中有耦合电感时,采用耦合电感的VCR方程求解电路是一种基本分析方法;可以选用受控源表示互感电压的方法建立耦合电感等效电路;在耦合电感存在串联、并联及T形连接时,还可以采用去耦等效电路进行分析计算。

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