注意: T 型去耦等效电路中 3 条支路的等效电感分别为: 支路 3 : 支路 1 : 支路 2 :
例10-3 求图(a)、(b)所示电路的等效电感
。
(同侧取“ + ”,异侧取“—”)
例 10-3 图(a)
例 10-3 图(b)
解:(a)图中 4H 和 6H 电感为 T 型结构,应用 T 型去耦等效得图(c)电路。则等效电感为:
例 10-3 图( c ) 例 10-3 图( d )
(b) 图中 5H 和 6H 电感为同侧相接的 T 型结构, 2H 和 3H 电感为异侧相接的 T 型结构,应用 T 型去耦等效得图(d)电路。则等效电感为:
例10-4 图(a)为有耦合电感的电路,试列写电路的回路电流方程。
例 10 — 4 ( a )
解:设网孔电流如图(b)所示,为顺时针方向,则回路方程为:
例 10 — 4 ( b )
注意: 列写有互感电路的回路电流方程是,注意互感电压的极性和不要遗漏互感电压。
例10-5 求图(a)所示电路的开路电压。
例 10-5 图 (a)
例 10-5 图 (b)
解法1:列方程求解。由于线圈2中无电流,线圈1和线圈3为反向串联,所以电流
则开路电压
解法2:作出去耦等效电路,消去耦合的过程如图(b)、(c)、(d)所示(一对一对消)。
( c )
由图(d)的无互感电路得开路电压:
( d )
例10-6 图(a)为有互感的电路,若要使负载阻抗 Z 中的电流 i =0 ,问电源的角频率为多少?
例 10-6 (a)
例 10-6 (b) 例 10-6 (c)
解:根据两线圈的绕向标定同名端如图(b)所示,应用 T 型去耦等效,得无互感的电路如图(c)所示,显然当电容和 M 电感发生串联谐振时,负载阻抗 Z 中的电流为零。因此有:
,
§10.3 空心变压器
变压器由两个具有互感的线圈构成,一个线圈接向电源,另一线圈接向负载。变压器是通过互感来实现从一个电路向另一个电路传输能量或信号的器件。当变压器线圈的芯子为非铁磁材料时,称空心变压器。
1.空心变压器电路
图 10.18 为空心变压器的电路模型,与电源相接的回路称为原边回路(或初级回路),与负载相接的回路称为副边回路(或次级回路)。
图 10.18
2. 分析方法 (1) 方程法分析
在正弦稳态情况下,图 10.18 电路的回路方程为: 令
抗。则上述方程简写为:
称为原边回路阻抗,
称为副边回路阻
从上列方程可求得原边和副边电流:
(2) 等效电路法分析
等效电路法实质上是在方程分析法的基础上找出求解的某些规律,归纳总结成公式,得出等效电路,再加以求解的方法。
首先讨论图 10.18 的原边等效电路。令上述原边电流的分母为:
则原边电流为:
根据上式可以画出原边等效电路如图 10.19 所示。上式中的 Zf 称为引入阻抗(或反映阻抗),是副边回路阻抗通过互感反映到原边的等效阻抗,它体现了副边回路的存在对原边回路电流的影响。 从物理意义讲,虽然原、副边没有电的联系,但由于互感作用使闭合的副边产生电流,反过来这个电流又影响原边电流电压。
把引入阻抗 Zf 展开得:
图 10.19
上式表明:
(1)引入电阻 互感有关。
不仅与次级回路的电阻有关,而且与次级回路的电抗及
(2)引入电抗 的负号反映了引入电抗与付边电抗的性质相反。
可以证明引入电阻消耗的功率等于副边回路吸收的功率。根据副边回路方程得: