КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Коэффициент связи
Индуктивная связь катушек. Индуктивно связанные цепи ЛЕКЦИЯ № 8 ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ) Кафедра «Радиоэлектроника»
Руденко Н.В.
ЛЕКЦИЯ № 8 ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫЕ ЦЕПИ по дисциплине ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ
Ростов-на-Дону Учебные вопросы 1. Индуктивная связь катушек. Коэффициент связи. 2. Определение параметров катушек и коэффициента связи между ними. 3.Расчет цепей синусоидального тока с последовательно-соединенными и индуктивно-связанными катушками Литература: [1] с.142-155.
В электротехнике и электронике широко используются устройства, которые содержат индуктивные катушки, связанные общими магнитными потоками. Примером такого устройства является трансформатор, который служит для преобразования уровней переменных напряжений и токов и для согласования сопротивлений отдельных участков цепи. Физическая картина заключалась в следующем: переменный ток , протекая по виткам катушки (рис. 8.1, а) создает переменный магнитный поток , который сцепляясь с витками катушки, обуславливает появление ЭДС самоиндукции eL, противодействующей по закону Ленца изменению потокосцепления , то есть , где - индуктивность, численно равная отношению потокосцепления самоиндукции к току, его обуславливающему. Теперь рассмотрим явление взаимоиндукции, то есть явление наведения ЭДС в одной электрической цепи при изменении в ней потокосцепления, вызванного изменением тока в другой электрической цепи. Для этого проанализируем картину магнитного поля индуктивно-связанных катушек (рис. 8.1,б). Рис.8.1 - К определению индуктивно связанных цепей
Связь магнитных потоков катушек обусловливает их индуктивную связь. Взаимно индуктивная связь проявляется в наведении ЭДС (называемой ЭДС взаимоиндукции) в одной катушке при изменении тока в другой близко расположенной катушке. Цепи, в которых наводятся ЭДС взаимоиндукции, называют индуктивно связанными цепями. Рассмотрим цепь, состоящую из двух индуктивных катушек, намотан-ных на общий сердечник (рисунок 8.2). На схеме обозначено: L 1, R 1 и L 2, R 2 – индуктивности и активные сопротивления первой и второй катушек; М – взаимная индуктивность. Рисунок 8.2 ‑ Схема замещения двух, индуктивно связанных, катушек
Взаимная индуктивность M зависит от индуктивностей обоих контуров и их взаимного расположения, поэтому при некоторой ориентации даже близко расположенных контуров взаимная индуктивность может быть равной нулю. Единица измерения взаимной индуктивности и индуктивности одинакова − генри. Каждая из катушек пронизывается двумя магнитными потоками: потоком самоиндукции, вызванным собственным током, и потоком взаимоиндукции, вызванным током другой катушки. В соответствии с принципом наложения потокосцепление первой катушки (8.1) Потокосцепление второй катушки (8.2) Значения взаимной индуктивности М в выражениях (8.1) и (8.2) одинаковы и не могут превышать среднего геометрического из значений и: L1 и L2: где k – коэффициент связи, характеризующий магнитную связь между катушками. Его величина равна отношению взаимной индуктивности и среднего геометрического значения индуктивностей обеих катушек: где XL 1 и XL 2 – индуктивные сопротивления катушек. В пределе, когда магнитный поток одной катушки полностью пронизывает витки другой, k =1. При отсутствии магнитной связи k =0. Знаки слагаемых в (8.1) и (8.2) зависят от взаимного направления магнитных потоков катушек. В свою очередь, направления магнитных потоков зависят как от направления токов в катушках, так и от их взаимного расположения. Если катушки включены таким образом, что потоки складываются, то такое включение называют согласным. Если магнитные потоки направлены навстречу друг другу, то катушки включены встречно. При согласном направлении токов в двух индуктивно связанных ка-тушках зажимы этих катушек, относительно которых токи направлены одинаково, называют одноименными. Одноименные зажимы принято обозначать точками или звездочками. Физически направления магнитных потоков в катушках определяется правилом правоходового винта. Например, потоки Фм1 и Фм2 на рис. 8.3,а направлены противоположно при заданных направлениях токов i 1 и i 2, т.е. катушки включены встречно. Однако, если бы эти токи были ориентированы одинаково относительно зажимов соответственно 1 и 4, то потоки были бы направлены одинаково. Следовательно, эти зажимы можно считать одноименными. Рисунок 8.3 - Встречное включение катушек
На рис. 8.3,б изображена эл. схема, соответствующая рисунку 8.3,а, где наличие индуктивной связи между катушками показано дугой с стрелками, над которой стоит символ "М", а одноименные зажимы помечены символами (*). Определим напряжения на зажимах индуктивно связанных катушек на основе второго закона Кирхгофа: (8.3) (8.4) Основной формой расчета цепей синусоидального тока является метод комплексных амплитуд. Рассмотрим применение этого метода для расчета индуктивно связанных цепей. Пусть цепь на рисунке 8.1 находится в режиме гармонических колебаний. Запишем уравнения (8.3), (8.4) в комплексной форме: ; (8.5) , (8.6) где - комплекс сопротивления взаимоиндукции; знак плюс (+ М) ставят при согласном включении катушек; знак минус (- М) - при их встречном включении.
Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 15788; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |