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含互感元件的正弦电流电路

接线图 2023年07月21日 22:50 174 admin

  1.含互感电路的相量形式电路方程
  互感电压、电流的时域方程含互感元件的正弦电流电路  第1张

  相量形式 含互感元件的正弦电流电路  第2张

  互感的时域模型含互感元件的正弦电流电路  第3张

  相量模型含互感元件的正弦电流电路  第4张
  因为互感元件方程一般是用电流来表示电压,相当于电流控制型,所以在列写电路方程时应以电流为待求量,也就是列写支路电流方程或回路电流方程。
  例1 列出图示电路的方程。

含互感元件的正弦电流电路  第5张

  解:对独立节点①和两个独立回路(取左边的网孔和外网孔)列写KCL和KVL方程如下:

含互感元件的正弦电流电路  第6张
含互感元件的正弦电流电路  第7张
含互感元件的正弦电流电路  第8张

  式中含互感元件的正弦电流电路  第9张含互感元件的正弦电流电路  第10张为互感端口电压,消去含互感元件的正弦电流电路  第11张含互感元件的正弦电流电路  第12张

含互感元件的正弦电流电路  第13张
含互感元件的正弦电流电路  第14张

  例2 列写图所示电路的方程。

含互感元件的正弦电流电路  第15张

  解:(方法一) 为使方程简单,应设含互感元件的正弦电流电路  第16张含互感元件的正弦电流电路  第17张中只流过一个回路电流。回路电流含互感元件的正弦电流电路  第18张含互感元件的正弦电流电路  第19张含互感元件的正弦电流电路  第20张参考方向如图所示。所列方程如下:
  回路1: 含互感元件的正弦电流电路  第21张  (1)
  回路2: 含互感元件的正弦电流电路  第22张  (2)
  回路3: 含互感元件的正弦电流电路  第23张  (3)
  方程(1)、(2)、(3)中除待求量含互感元件的正弦电流电路  第24张含互感元件的正弦电流电路  第25张含互感元件的正弦电流电路  第26张外,还有互感端口电压含互感元件的正弦电流电路  第27张含互感元件的正弦电流电路  第28张。根据图中所设含互感元件的正弦电流电路  第29张含互感元件的正弦电流电路  第30张含互感元件的正弦电流电路  第31张含互感元件的正弦电流电路  第32张的参考方向有

含互感元件的正弦电流电路  第33张  (4)
含互感元件的正弦电流电路  第34张  (5)

  含互感元件的正弦电流电路  第35张含互感元件的正弦电流电路  第36张代入(1)、(2),得
  回路1:含互感元件的正弦电流电路  第37张  (6)
  回路2:含互感元件的正弦电流电路  第38张  (7)
  方程(3)、(6)、(7)联立解得含互感元件的正弦电流电路  第39张含互感元件的正弦电流电路  第40张含互感元件的正弦电流电路  第41张
  (方法二) 如选网孔作为回路,所列回路电流方程如下:
  回路1:含互感元件的正弦电流电路  第42张
  回路2:含互感元件的正弦电流电路  第43张
  回路3:含互感元件的正弦电流电路  第44张
  2.互感的阻抗变换作用
  (1) 互感在电路中常用于传输和变换作用,其电路结构如图所示,此时可将二次侧线圈所在的电路等效到一次恻。

含互感元件的正弦电流电路  第45张

  当从原边看进去时,相当于无源一端口网络,可用阻抗来等效。为求出等效阻抗,对互感原边和副边所在回路分别列写KVL方程得

含互感元件的正弦电流电路  第46张

  根据等效阻抗的定义,由此得从原边看进去的等效阻抗为

含互感元件的正弦电流电路  第47张

  其中 含互感元件的正弦电流电路  第48张

  表示二次侧回路阻抗对等效阻抗的影响,称为二次侧对一次侧的引入阻抗,其实部和虚部分别称为引入电阻和引入电抗。
  例3(应用原边等效电路)图所示为耦合系数测试电路。设开关S分别处于断开和接通位置时,用LCR表(一种测量二端电感、电容、电阻参数的仪器)测得a,b端等效电感为含互感元件的正弦电流电路  第49张,含互感元件的正弦电流电路  第50张。试根据上述结果计算互感的耦合系数含互感元件的正弦电流电路  第51张

含互感元件的正弦电流电路  第52张

  解:当开关断开时,原边电感就是此时的等效电感,即

含互感元件的正弦电流电路  第53张  (1)

  当开关接通时,输入端口等效阻抗为

含互感元件的正弦电流电路  第54张

  故等效电感

含互感元件的正弦电流电路  第55张  (2)

  含互感元件的正弦电流电路  第56张及式(1)代入式(2)得耦合系数计算公式为

含互感元件的正弦电流电路  第57张  (3)

  将题给测试结果代入式(3)得

含互感元件的正弦电流电路  第58张

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