第十章 含有耦合电感的电路
前面介绍电感的原件特性如下:
根据电磁感应定律:磁通量变化产生感应电动势可知:
然而磁场是一闭合的曲线。
如果两个电感距离较近得时候,两个电感产生得磁场会相互影响,这一现象定义为互感。表示互感大小的物理量为磁通链。自感磁通链是电感本身流过电流是电感内产生的。其大小为:自感磁通链
互感磁通链,而互感磁通链是旁边电感流过电流产生的磁场其大小为:
自感磁通链始终为正,互感磁通链有正有负,毕竟互感磁通链是取决于旁边电感对本电感的影响,旁边电流的方向不同对互感磁通链的正负也不同。当互感为正时,叫同向耦合,当互感为负时,叫反向耦合
总磁通链可以表达为:
工程为,方便表示两个电感之间的联系时,将两个电感通向耦合时,电流的情况做个标记。比如将两个电感的输入电流端,或者输出电流端标记为同名端。
像这样,他们电流从L1同名端输出,从L2的同名端输入。两者的对彼此的互感为负。
这样,电流从L1的同名段输入,从L2的同名端输出,两者对彼此的互感为正。
根据前面叙述,电感的电压公式如下:
当存在互感之后:
这样,电路的分析又进一步变复杂了。带有存在互感的电感,更像是一个电感加上一个受控电源。
带有互感的电路分析,就可以当成带有受控电源的电路分析。
变压器是电感互感的一个典型的应用。
其电路如下:
这里有电源的一侧为一次侧,由负载的一侧为二次侧。一次侧电感通过耦合的形式将能量传递给二次侧。根据上图可列下式:
对于一次侧来说,二次侧就相当于一个负载。相反对于二次侧来说,一次侧就相当于一个电源。通过化简可以把式子简化成一个,如果把I2消去。
根据公式画图:
此图为:归算到一次侧的变压器模型。
将I1消去:
根据公式画图:
此图为归算到变压器二次侧的模型。
理想变压器方程