耦合电感的等效电路
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14-2 耦合电感的等效电路
耦合电感的等效电路包括两个不同的电路:主电路和耦合电路。
主电路指的是两个电感器分别与各自的电源相连的电路,而耦合电路则是两个电感器之间通过磁场相互耦合的电路。
主电路的等效电路可以通过简单的串联电路或并联电路来表示。
耦合电路可以表示为一个电感器和一个磁芯之间的电路,其中磁芯通过磁场将电感器之间的电能耦合在一起。
当两个耦合电感器之间有运动时,它们之间的磁场也会随之改变。
这种变化会导致电感器之间的电能转移,从而影响它们的电流和电压。
耦合电感的等效电路可以通过电容器、变压器、晶体管等电子元件来实现。
这些元件可以用于设计各种类型的电路,从而满足不同的需求。
耦合电感并联等效电感公式推导
在电路中,电感是一种用来存储电能的元件,而耦合电感则是指两个或多个电感之间存在一定的磁耦合关系。
当两个电感之间存在磁耦合时,它们的等效电感将会发生变化。
本文将介绍耦合电感并联时的等效电感公式推导过程。
假设有两个耦合电感L1和L2,它们之间存在一定的磁耦合。
当这两个耦合电感并联在一起时,它们的等效电感记为Leq。
根据电路理论,耦合电感并联时的等效电感可以通过以下公式进行推导:
1. 首先,我们可以利用电感的互感系数M来描述两个电感之间的磁耦合关系。
互感系数M的取值范围在0到1之间,当M等于1时,表示两个电感之间完全磁耦合,而当M等于0时,表示两个电感之间没有磁耦合。
2. 根据耦合电感的定义,我们可以得到Leq与L1和L2之间的关系:Leq = L1 + L2 + 2M√(L1L2)。
这个公式表示了当两个耦合电感并联时,它们的等效电感与它们本身的电感值以及互感系数之间的关系。
3. 通过上述公式,我们可以看到,耦合电感并联时的等效电感不仅与两个电感的电感值有关,还与它们之间的磁耦合程度有关。
当M 接近1时,Leq的值将会显著大于L1和L2之和,这是因为磁耦合会增加电感的存储能量。
耦合电感并联时的等效电感公式可以通过电感的互感系数M来描述两个电感之间的磁耦合关系。
通过合理选择互感系数M的取值,我们可以控制并联电路的等效电感值,从而满足电路设计的需求。
通过深入理解耦合电感并联的等效电感公式推导过程,我们可以更好地应用这一原理于实际电路设计中,提高电路性能和稳定性。
端联接在一起,该联接方式称为同向串联(顺接);图6-42( a )中L 1和L 2的同名端连接在l_2 M :u'u 2—(b )L 1 ■ L2 - 2M_____ ■■- __________________________4 U -(c) 图6-41 串联耦合电路的去耦顺接时,支路的电压电流关系为uM 色)(L 2d M di ) dt dt dt dt-J: -J: -J:= (L j M )匕(L 2 M )2 = (L 1L 2 2M )d -dt dtdt根据等效变换的概念,该顺接耦合电感可用一个(L j • M )的电感和一个 (L 2M )的电感相串联的电路等效替代,或用一个(J • L 2• 2M )的电感等效替代。
如图6-41 ( b )所示。
反接时,支路的电压电流关系为八 di R” didi di u =馆 M ) (L 2M ) dt dtdtdt-J:-J:-J:=(L i - M )—— (L 2- M )——=(L iL 2- 2M )—dt dtdtdi根据等效变换的定义, 该反接耦合电感可用一个(L r -M )的电感和一个 (L 2- M )的电感相串联的电路等效替代, 或用一个 (J • L 2-2M )的电感等效替代。
如图6-42 ( b )所示。
6.5.2耦合电感的等效电路 1.耦合电感的去耦等效电路 (1)串联电路去耦图6-41 (a )和图6-42( a )即为耦合电感的串联电路。
图6-41 (a )中J 和L 2的异名起,该连接方式称为反向串联(反接)(a )l_1 ::;U 1+u. M ,L1 一、L2比 _ - u2-L2「MU2 -M亠U1(a)(c )图6-42 串联耦合电路的去耦(2) T 型电路去耦图6-43 ( a )和图6-44 (a )即为耦合电感的T 型连接电路,其中图 6-43 ( a )中耦合电感的联接形式称为同侧联接,图6-44 (a )的联接形式称为异侧联接。
6.5.2 耦合电感的等效电路 1. 耦合电感的去耦等效电路 (1)串联电路去耦
图6-41(a )和图6-42(a )即为耦合电感的串联电路。
图6-41(a )中1L 和2L 的异名端联接在一起,该联接方式称为同向串联(顺接);图6-42(a )中1L 和2L 的同名端连接在一起,该连接方式称为反向串联(反接)。
1
+-
2
u
M L +i
M
L +1
+-
2
u
(a ) (b )
M
L L 2++-
+
u
(c )
图6-41 串联耦合电路的去耦
顺接时,支路的电压电流关系为
dt
di M L L dt di
M L dt
di M L dt di M
dt di L dt di M dt di L u )
2()
()()
()(21212
1
++=+++=+++=
根据等效变换的概念,该顺接耦合电感可用一个)(1M L +的电感和一个)(2M L +的电感相串联的电路等效替代,或用一个)2(21M L L ++的电感等效替代。
如图6-41(b )所示。
反接时,支路的电压电流关系为
dt
di M L L dt di M L dt
di M L dt di M
dt di L dt di M dt di L u )
2()()()
()(21212
1
-+=-+-=-+-=
根据等效变换的定义,该反接耦合电感可用一个)(1M L -的电感和一个)(2M L -的电感相串联的电路等效替代,或用一个)2(21M L L -+的电感等效替代。
如图6-42(b )所示。
1
+-
2
u
M L -i
M
L -1+-
2
u
(a ) (b )
M L L 2-+i
-
+
u
(c )
图6-42 串联耦合电路的去耦
(2)T 型电路去耦
图6-43(a )和图6-44(a )即为耦合电感的T 型连接电路,其中图6-43(a )中耦合电感的联接形式称为同侧联接,图6-44(a )的联接形式称为异侧联接。
T 型电路的等效去耦网络分别如图6-43(b )和图6-44(b )所示(证明从略)。
请特别注意等效变换前后O 点的位置。
(a ) (b )
图6-43 T 型电路的去耦
(a ) (b )
图6-44 T 型电路的去耦
2. 耦合电感的等效受控源电路
耦合电感上的互感电压是可以用电流控电压源CCVS 表示出来的,所以耦合电感的另一种等效电路就是含CCVS 的无互感电路。
图6-45(b )就是图6-45(a )所示的耦合电感的等效受控源电路。
(a ) (b ) 图6-45 耦合电感的等效受控源电路。