第10章 磁耦合电路分析
第10章磁耦合電路分析
10.1 已知圖P10.1 中的網路，
(a) 寫出v a(t) 和v b(t) 的方程式。
(b) 寫出v c(t) 和v d(t) 的方程式。
圖P10.1
10.3 求圖P10.3 電路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.3
10.5 求圖P10.5 網路中的V o。
圖P10.5
10.7 求圖P10.7 電路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.7
10.9求圖P10.9 電路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.9
10.11 求圖P10.11 網路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.11
10.15 求圖P10.15 電路中的I o。
圖P10.15
10.17 求圖P10.17 網路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.17
10.21 求圖P10.21 網路中的V o。相角必須屬於由-180°到180°的區間。
圖P10.21
10.25求圖P10.25 所示的網路中電源所看到的阻抗。
圖P10.25
10.29求圖P10.29：(a) 電路中輸入阻抗Z in的大小；以及(b) 以度表示的角度。
圖P10.29
10.31 寫出圖P10.31 網路的網目方程式。
圖P10.31
10.33 寫出圖P10.33 所示網路的網目方程式。
圖P10.33
10.35 分析圖P10.35 中的網路並求X C的值使得輸出電壓等於輸入電壓的兩
倍。
圖P10.35
10.37 兩個線圈被放在一起，以至於它們之間有90% 的耦合。如果線圈的電
感值分別為10 mH 和20 mH，試求互感值。
10.39 已知圖P10.39 之網路中的電流為i1(t) = 10 cos (377t - 30°) mA 和i2(t) =
20 cos (377t - 45°) mA 。電感值為L1= 2 H 、L2= 2 H 而k = 0.8。試求
v1(t) 和v2(t)。
圖P10.39
10.43 求圖P10.43 的網路中所有的電流和電壓。相角必須屬於由-180°到180°
的區間。
圖P10.43
10.47 求圖P10.47 網路中的I1、I2、V1和V2。
圖P10.47
10.49 求圖P10.49 網路中的I1、I2、V1和V2。
圖P10.49
10.51 求圖P10.51 網路中的I1、I2、V1和V2。相角必須屬於由-180°到180°的
區間。
圖P10.51
10.55 求圖P10.55 電路中的V o。
圖P10.55
10.57 求圖P10.57：(a) 網路中V o的大小；以及(b) 以度表示的角度。
圖P10.57
10.59 求圖P10.59 網路中的I。
圖P10.59
10.61 試求圖P10.61 的電路中電源所看到的輸入阻抗。
圖P10.61
10.63 試求圖P10.63 的網路中電源所看到的輸入阻抗。答案必須正確。
圖P10.63
10.65 在圖P10.65 所示的網路中，試求最大功率轉移時的負載阻抗值。
圖P10.65
10.67 在舊式的收音機裡面，放大器的輸出級要和喇叭的阻抗相匹配，如圖
P10.67 所示。如果喇叭的阻抗為3Ω而放大器要求的負載阻抗為14.7
kΩ，試求理想變壓器的圈數比。
圖P10.67
10.69 已知圖P10.69 所示的電路中，V o ＝48∠30°，試求V s。
圖P10.69
10.71 在圖P10.71 的網路中，如果I1＝4∠0°A，試求V s。
圖P10.71
10.73 針對最大功率轉移，我們希望把圖P10.73 中反相放大器級的阻抗和交
流輸入電源的50 Ω等效電阻值相匹配。不過，當標準運算放大器周
圍的電阻值至少都有幾百歐姆的時候，它們會表現的最好。運算放大
器的增益應該是-10。試藉由選擇不超過1 kΩ的電阻並訂定理想變壓
器的圈數比設計出完整的電路，以滿足增益和配合需求的阻抗。
圖P10.73
出現在FE 考試的典型問題
10FE-1 在圖10PFE-1 的網路中，求由電源看到的阻抗。
a. 4.88∠19.75°Ω
b. 2.56∠31.26°Ω
c. 5.37∠-26.57°Ω
d. 8.23∠-10.61°Ω
圖10PFE-1
10FE-3在圖10PFE-3 的電路中，選擇理想變壓器的圈數比，好讓電晶體放大器的輸出和由16 Ω的負載所代表的喇叭相匹配。
a. 18
b. 30
c. 10
d. 25
圖10PFE-3
10FE-5 在圖10PFE-5 所示的電路中，電流I2是多少？
a. 16.97∠-45°A
b. 10.54∠30°A
c. 12.02∠-15°A
d. 8.25∠45°A
圖10PFE-5
磁耦合谐振式无线电能传输
磁耦合谐振式无线电能传输 DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2016.12.137 1磁耦合谐振式无线电能传输 （1）无线电能传输。无线电能传输，简称WP■技术，是根据能量传输过程中中继能量形式的不同，在不使用导线连接的情况下通过电场等进行进行传输的新型技术。其主要包括：磁（场） 耦合式、电（场）耦合式、电磁辐射式（如太阳辐射）、机械波耦合式（超声）。其中，磁耦合式是目前研究最为火热的一种无线电能传输方式，也就是将高频电源加载到发射线圈，使发射线圈在电源激励下产生高频磁场，接收线圈在此高频磁场作用下，耦合产生电流，实现无线电能传输。这项技术开创了人类通信的新纪元，基于能源供给而产生的无线电技术将会创造出人类能源史的新里程，其给大众带来的意义与影响也非同凡响。这项技术的使用具有以下的特点： 1 ）通用性电波的传输不需要导线进行连接一旦普及，将会使电子产品从导线的束缚中解脱出来，电器接口、兼容性的问题将得到解决，供电更方便，便捷人们的生活，提高人们的生活水平，提高人们的生活质量。 2）便携性、实用性目前的生活状况下实现无线电能传输依旧面临这挑战，但这项技术的推广，将会极大的提高传输的速度、传输
的量，对彻底解决人民生活中电力的供给问题提供有力的帮助，方便生活，提高效率。同时，对于目前很多缺乏或者无法布置电线造成的供电困难现象，无线电能传输的普及将会使这难题得到解决，紧急情况下快速地供电模式也是未来发展的必然趋势，例如加拿大等国开始尝试使用辐射式供电驱动的无人飞机作为电视转播台。 3）美观性不以导线连接的无线电能传输，将会推动电子设备的体积进一步的减小，电子设备的数据线将不再需要，便捷人们生活的同时，营造一种美观性。在能效转化效率、电磁人体辐射安全的情况下，无线供电时代的普及，将能够有效解决家庭布线、家电固定化等破坏问题，节省铜、塑料等资源。 4）安全性无线电能传输技术的普及，将会消除电子设备接触产生的电火花、电火花可能引起的爆炸、插头损坏和接触不良等安全隐患。如使用无线充电技术的电动牙刷和电动剃须刀的防水性将进一步得到提高。 5）绿色性、永久性若空间太阳能发电实现真正的商业运作化，人类将能从太阳能得到巨大的能量，在能源不缺乏的基础上，无线电能传输将而真正解决能源问题，实现绿色能源，提高能源供给，解决能源危机，造福后代。 （2）磁耦合谐振式磁耦合谐振式，作为新的无线电能传输方式，主要工作原理是利用物理学的"谐振" 原理，两个振动频率相同的物体能高效传输能量。基于磁场谐振耦合的无线电力传输，实际上是将磁场作为传输的介质，当电源发送端的振荡磁场频率和接收端
三种耦合方式下放大电路交流负载线的特性
三种耦合方式下放大电路交流负载线的特性摘要：通过对常见的阻容耦合、变压器耦合及直接耦合方式下共发射极放大电路交流负载线特性的研究，给出了三种耦合方式下放大电路交流负载线的共同形式，以及常见三种耦合方式下共发射极放大电路交流负载线的具体形式，阐述了这三种耦合方式下放大电路交流负载线的相同和不同之处，以及三种耦合方式直流负载线方程与交流负载线方程的关系。 0 引言 图解法在用于放大电路分析时，由于其形象直观而常用于放大电路静态工作点及波形失真问题的分析。 其中，交流负载线则用于估算最大不失真输出电压。但是，目前高等院校电子线路教材并没有给出交流负载线方程的形式及其推导过程，只给出交流负载线的斜率和画法。因此，在一些文献中采用戴维南定理或叠加定理等方法推导和讨论了共射极阻容耦合放大电路或直接耦合放大电路的交流负载线方程，但是对变压器耦合放大电路并未作推导和讨论。 本文对反映放大电路输出特性的阻容耦合、变压器耦合以及直接耦合方式下共发射极接法放大电路的交流负载线进行了分析和研究，给出了这三种耦合方式下共发射极放大电路交流负载线的特性，并对变压器耦合放大电路的交流负载线方程进行了推导。 1 交流负载线及其方程形式 放大电路在交流信号源和直流信号电源共同作用时，晶体管管压降△uce 和集电极电流△i c 通过交流等效负载R'L 所表现出的关系△ic= f ( △uce ) 描述了交流信号输入后动态工作点移动的轨迹，这一直线我们将其称之为交流负载线。 由文献[ 8] 知，阻容耦合、变压器耦合及直接耦合方式共射极放大电路的交流通路输出端均为如图1 所示的形式。其输出端交流电压、电流关系为： 对阻容耦合及直接耦合而言，集电极负载是Rc 和RL 的并联值，即R' L = Rc//RL 。对变压器耦合而言，集电极负载是R'L = n2RL ，n 为变压器变比。 将交流量、直流量和总的瞬时量之间的关系△i c=I c+ i c，△uce= Uce+ uce 代入式( 1) 得： 式( 2) 代表了通过Q 点，斜率为- 1/ R'L 的直线,即为放大电路交流负载线方程。该方程在纵轴上的截距为I c + Uce/ R'L ，在横轴上的截距为Uce + I cR'L 。若设V'= Uce + I cR' L ，则其在纵轴和横轴上的截距也可分别表示为V'/ R'L 及V'，这与直流负载线在纵轴和横轴上的截距表现形式完全相同。
耦合电感的剖析
电感分析： 电感元件是电感线圈的理想化模型，用于反映电路中存储磁场能量的物理现 象。当线圈中通过电流i（t）时，就会在线圈内外产生磁通? （t） ，建立起磁场，其中储存有以磁场形式存在、由电能转化而来的磁场能量。 如果线圈的匝数为N，则与线圈交链的总磁通称为磁链，记为Ψ （t） ，有 Ψ（t）=N? （t） ，对于电感而言，磁通和磁链均是流过线圈自身的电流i（t）产 生的，所以成为自感磁通和自感磁链，简称为磁通和磁链，他们均是电流i（t）的函数。
Ψ（t ）=L ?i （t ） U （t ）=-e （t ）= d ψ（t ）dt = Nd ?（t ） dt =L di （t ）dt 其中，U （t ）是电感的端电压，e （t ）是 感应电动势。一般电流和端电压关联，和感应电动势相反。 上面解释了，电感电流的跃变必然伴随着电感储能的跃变。电感储能与电压无关，和电流有关。 耦合电感： 电感仅仅考虑了流过一个线圈本身的时变电流所产生的磁通在自己内部引起的感应电压即自感电压。但是根据法拉第电磁感应定律，若两个或多个线圈相互邻近，则任一个线圈所载电流变化所产生的磁通，不仅能和自身交链，引起自感电压，而且还会有一部分与邻近的线圈交链，在该线圈上产生互感电压。 耦合电感与电感在开关电源中功能分析：对于电感，感值和匝数恒定，那么伏秒定则的含义是电感磁芯的磁通不变（或者是电流变化不变）。根据Ψ t =N ?（t ），Ψ t =L ?i （t ），电感端电压感应电动势U （t ）=-e （t ）= d ψ（t ）dt =L di （t ）dt 。可得U L ?t = d ψ（t ）?t Ldt ===》d ψ t =?ψ t =?N ?（t ），由于电感匝 数恒定，事实上是磁通变化量??（t ）恒定。 而在耦合电感中由于值存在原边、副边、互感，匝数有原边匝数、副边匝数，那么伏安关系变为磁通变化量的恒定。 耦合电感:
电磁耦合原理及公式
电磁耦合原理及公式 悬赏分：0 - 解决时间：2006-9-10 21:41 定子与转子如何产生感应电压 提问者：jinshoufeng - 一级 最佳答案 磁铁和电流都能够产生磁场，电流的磁场是由电荷的运动形成的，那么磁铁的磁场是如何产生的呢？法国学者安培根据环形电流的磁性与磁铁相似，提出了著名的分子电流的假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起。安培的假说，能够解释各种磁现象。一根软铁棒，在未被磁化的时候，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性。当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，软铁棒就被磁化了，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极。磁体受到高温或者受到猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械运动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了。在安培所处的时代，人们对原子结构还毫无所知，因而，对物质微粒内部为什么会有电流是不清楚的。直到20世纪初期，人类了解了原子内部的结构，才知道分子电流是由原子内部的电子的运动形成的。安培的磁性起源的假说，揭示了磁现象的电本质。它使我们认识到，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。 但是仅凭“电荷运动产生磁场”还不足以说明以下三个问题：1.运动电荷周围的磁场为何其磁力线方向符合右手螺旋法则而不是左手螺旋法则？2.通电直导线周围有环形磁场，为何磁力线方向也符合右手螺旋法则而不是左手螺旋法则？3.原子磁矩如何确定N极和S极？唯一的解释只能是“电荷运动时自旋”，自旋产生磁场，磁力线方向与自旋方向有关。“电荷运动时自旋”这一判断虽然是来自于推理，但能够解释一切电磁现象，下面一一讲述： 一、电生磁 电荷静止时不自旋，只产生电场，不产生磁场。 电荷运动时自旋，并在周围产生环形磁场。正电荷运动时的自旋方向和磁场方向为：右手半握，拇指伸开，拇指指向正电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向，磁力线方向与自旋方向相同。负电荷运动时的自旋方向和磁场方向为：左手半握，拇指伸开，拇指指向负电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向。磁力线方向与自旋方向相反。 通有直流电流的直导线中，电子排着队向前运动，因电子自旋的作用，导线周围有环形磁场。电子自旋方向和磁场方向为：左手半握，拇指伸开，拇指指向负电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向，磁力线方向与自旋方向相反。 若将通有直流电流的直导线弯曲成圆形，则环形磁场闭合，对外表现为磁矩。电流方向和磁极方向的关系符合右手螺旋法则：右手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电流方向，则拇指指向N极方向。 电子绕原子核运动，可视为通有直流电流的圆形导线，对外表现为原子磁矩。电子运动方向和磁极方向的关系符合左手螺旋法则：左手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电子运动方向，则拇指指向N极方向。 二、电作用于磁
电路的耦合方式
电路的耦合方式 一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。 级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。 多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 ★直接耦合 直接耦合：将前一级的输出端直接连 接到后一级的输入端。 如右图所示为直接耦合电路。 直接耦合方式的缺点：采用直接耦合 方式使各级之间的直流通路相连，因而静 态工作点相互影响。有零点漂移现象。 直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。 ★阻容耦合方式 阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。 如下图所示为两级阻容 耦合放大电路。 直流分析：由于电容对 直流量的电抗为无穷大，因 而阻容耦合放大电路各级之 间的直流通路不相通，各级 的静态工作点相互独立。 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得
到非常广泛的应用。 阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号；在集成电路中制造大容量的电容很困难，因此阻容耦合方式不便于集成化。 ★变压器耦合 变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上，称为变压器耦合。 如右图所示为变压器耦合共射放大电路。 电路缺点：变压器耦合电路的前后级靠磁 路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互 独立。它的低频特性差，不能放大变化缓慢的 信号，且非常笨重，不能集成化。 电路优点是可以实现阻抗变换，因而在分 立元件功率放大电路中得到广泛应用。 如下图所示，设原边电流有效值为I1，副边电流有效值为I2，将负载折合到原边的等效电阻为 变压器原边线圈匝数N1，副边线匝数N2，
电路的耦合方式
电路的耦合方式 一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。 级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。 多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 ★直接耦合 直接耦合：将前一级的输出端直接连 接到 后一级的输入端。 如右图所示为直接耦合电路。 直接耦合方式的缺点：采用直接耦合 方式 使各级之间的直流通路相连，因而静 态工作点 相互影响。有零点漂移现象。 直接耦合方式的优点：具有良好的低 频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电 路集成在一片硅片上，构成集成电路。 ★阻容耦合方式 阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻 容耦合方式。 ---- i ------------------ Y + 如下图所示为两级阻容 耦 合放大电路。 直流分析：由于电容对 直 流量的电抗为无穷大，因 而阻容 耦合放大电路各级之 间的直流通 路不相通，各级 的静态工作点相 互独立。 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可 几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得 到非常广泛的应用。 @）第一级电路与 第二级电路直接连接 两级阻容耦合放大电路
变压器耦合的阻抗变换 变压器原边线圈匝数N1，畐寸边线匝数N2, 可得变压器共射放大电路的电压放大倍数 阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号；在集成电路 中制造大容量的电容很困难，因此阻容耦合方式不便于集成化。 ★变压器耦合 变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载 电阻上，称为变压器耦合。 如右图所示为变压器耦合共射放大电路。 电路缺点：变压器耦合电路的前后级靠磁 路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互 独立。它的低频特性差，不能放大变化缓慢的 信号，且非常笨重，不能集成化。 电路优点是可以实现阻抗变换，因而在分 A .n 立元件功率放大电路中得到广泛应用。 变压器耦合共射放大电路 如下图所示，设原边电流有效值为11，副边电流有效值为12，将负载折合到 原边的等效电阻为 T I
第十章含耦合电感的电路习题解答.doc
第十章（含耦合电感的电路）习题解答 一、选择题 1．图10—1所示电路的等效电感=eq L A 。 Ａ．8H ； Ｂ．7H ； Ｃ．15H ； Ｄ．11H 解：由图示电路可得 121 d d 2d d ) 63(u t i t i =++， 0d d 4d 221=+t i t i d 从以上两式中消去 t i d d 2 得t i u d d 811=，由此可见 8=eq L H 2．图10—2所示电路中，V )cos(18t u s ω=，则=2i B A 。 Ａ．)cos(2t ω； Ｂ．)cos(6t ω； Ｃ．)cos(6t ω-； Ｄ．0 解：图中理想变压器的副边处于短路，副边电压为0。根据理想变压器原副边电压的关系可知原边的电压也为0，因此，有 A )cos(29 ) cos(18 1t t i ω=ω= 再由理想变压器原副边电流的关系n i i 121= (注意此处电流2i 的参考方向)得 A )cos(612t ni i ω== 因此，该题应选B 。 3．将图10─3（a ）所示电路化为图10—3（b ）所示的等效去耦电路，取哪一组符号取决于 C 。 Ａ．1L 、2L 中电流同时流入还是流出节点0； Ｂ．1L 、2L 中一个电流流入0，另一个电流流出节点0 ； Ｃ．1L 、2L 的同名端相对于0点是在同侧还是在异侧，且与电流参考方向无关； Ｄ．1L 、2L 的同名端相对于0点是在同侧还是在异侧，且与电流参考方向有关。 解：耦合电感去耦后电路中的M 前面是取“+”还是取“–”，完全取决于耦合电感的同名端是在同侧还是在异侧，而与两个电感中电流的参考方向没有任何关系。因此，此题选C 。
几种耦合电路
耦合电路 为实现能量和信号的传输，连接各个功能电路的方法即为耦合电路。一般的，耦合电路通常具有滤波、蓄能、隔离、阻抗变换等一种或几种功能 耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。耦合电路就是指参与耦合过程的电路。 耦合电路示意图 从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是耦合。 2几种耦合电路 一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。 级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。 多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 直接耦合 直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。 缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象。 优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。 阻容耦合方式 阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦
合方式。 直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。 缺点：首先，不适合传送缓慢变化的信号，当缓慢变化的信号通过电容时，将严重被衰减，由于电容有“隔直”作用，因此直流成分的变化不能通过电容。更重要的是，由于集成电路工艺很难制造大容量的电容，因此，阻容耦合方式在集成放大电路中无法采用。 变压器耦合 变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上，称为变压器耦合。 缺点：它的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且非常笨重，不能集成化。优点：可以实现阻抗变换，因而在分立元件功率放大电路中得到广泛应用。变压器耦合电路的前后级靠磁路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互独立。光电耦合器 光电耦合器：是实现光电耦合的基本器件，它将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起 工作原理：发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。 传输比CTR：在c-e之间电压一定的情况下，iC的变化量与iD的变化量之比称为传输比CTR，即 CTR的数值只有0.1~1.5。 电容耦合的作用 电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高，信号又不失真，但是，前后两级工作点的调整比较复杂，相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响，就需要
含有耦合电感的电路(学生用
第十章 含有耦合电感的电路 §1. 耦合电感器与互感电压 一、耦合电感器 ──如果电感器L 1，L 2之间有公共磁通相交链，这两个电感器就构成一个耦合电感器。 有公共磁通交链 二、耦合电感器中的自感与互感 1、 自感与互感 11φ──自感磁通 21φ──互感磁通（同时交链N 1，N 2） 1L φ──漏磁通 )(211111111φφφψ+==L N N 电感器1的自感： 1111111 1i N i L φψ= ? = 电感器2与1的互感（mutual inductance ） 1 21 212121i N i M φψ=? 注2，21φ的方向与电感器2导线的绕向无关。 1 1’ 2 2’ 1 L 1 1’ 2 2’ 11
22φ──自感磁通 12φ──互感磁通 2L φ──漏磁通 )(122222222φφφψ+==L N N 电感器2的自感： 2222222 2i N i L φψ= ? 电感器1与2的互感 2 12 121212i N i M φψ=? 同样，12φ的方向与电感器1导线的绕向无关。 物理学中已证明。 M M M ?=2112 单位：亨利H 2. 耦合系数k ──表明两个电感器之间磁耦合的紧密程度。 22 21 1112ψψψψ??k 21 L L M k = ),,,(12121222221111Mi Mi i L i L ====ψψψψ 1≤k 1=k ──全耦合电感器（相当于021==L L φφ无漏磁通） 实际中： 当双线并绕时，耦合最强，1→k 。 当两个耦合电感器相距甚远，或彼此垂直时，其间耦合较弱，0→k 。 1 1’ 2 2’
天津理工电路习题及答案第十章含耦合电感电路
第十章 耦合电感和变压器电路分析 一 内容概述 1 互感的概念及VCR ：互感、同名端、互感的VCR 。 2 互感电路的分析方法： ①直接列写方程：支路法或回路法； ②将互感转化为受控源； ③互感消去法。 3 理想变压器： ①理想变压器的模型及VCR ； ②理想变压器的条件； ③理想变压器的阻抗变换特性。 本章的难点是互感电压的方向。具体地说就是在列方程时，如何正确的计入互感电压并确定“＋、－”符号。 耦合电感 1）耦合电感的伏安关系 耦合电感是具有磁耦合的多个线圈 的电路模型，如图10-1(a)所示，其中L 1、 L 2分别是线圈1、2的自感，M 是两线圈之 间的互感，“．”号表示两线圈的同名端。 设线圈中耦合电感两线圈电压、电流 选择关联参考，如图10-1所示，则有： dt di M dt di L )t (u dt di M dt di L )t (u 1 2222 11 1±=±= 若电路工作在正弦稳态，则其相量形式为： . 1 . 2. 2. 2. 1. 1I M j I L j U I M j I L j U ωωωω±=±= 其中自感电压、互感电压前正、负号可由以下规则确定：若耦合电感的线圈电压与电流的参考方向为关联参考时，则该线圈的自感电压前取正号(如图10-l (a)中所示)t (u 1的自感电压)，否则取负号；若耦合电感线圈的线圈电压的正极端与该线圈中产生互感电压的另一线圈的 图10-1
电流的流入端子为同名端时，则该线圈的互感电压前取正号(如图10-l (a)所示中)t (u 1的互感电压)，否则取负号(如图10-1(b)中所示)t (u 1的互感电压)。 2）同名端 当线圈电流同时流人(或流出)该对端钮时，各线圈中的自磁链与互磁链的参考方向一致。 2 耦合电感的联接及去耦等效 1）耦合电感的串联等效 两线圈串联如图10-2所示时的等效电感为： M 2L L L 2 1eq ±+= （10-1） （10-1）式中M 前正号对应于顺串，负号对应于反串。 2）耦合电感的三端联接 将耦合电感的两个线圈各取一端联接起来就成了耦合电感的三端联接电路。这种三端联接的电路也可用3个无耦合的电感构成的T 型电路来等效，如图10-3所示 图10-2 图10-3
含有耦合电感的电路
第5章 含有耦合电感的电路 内容提要 本章主要介绍耦合电感的基本概念和基本特性，同时介绍同名端的概念及使用方法，重点介绍采用消耦法求解含有耦合电感电路的分析计算方法，最后介绍空心变压器及理想变压器的工作原理，特性方法式及其分析计算方法。 §5.1 互感 当一个线圈通过电流时，在线圈的周围建立磁场，如果这个线圈邻近还有其它线圈，则载流线圈产生的磁通不仅和自身交链，而且也和位于它附近的线圈交链，则称这两线圈之间具有磁的耦合或说存在互感。载流线圈的磁通与自身线圈交链的部分称为自感磁通，与其它线圈交链的部分称为互感磁通。 5.1.1互感及互感电压 如图5-1所示，两组相邻线圈分别为线圈I 和线圈Ⅱ，线圈I 的匝数为1N ，线圈Ⅱ的匝数为2N 。设电流1i 自线圈I 的“1”端流入，按右手螺旋定律确定磁通正方向如图5-1所示，由1i 产生磁通11?全部交链线圈I 的1N 匝线圈，而其中一部分21?，不仅交链线圈I 而且交链线圈Ⅱ的2N 匝线圈，我们定义11?是线圈I 的自感磁通，21?是线圈I 对线圈Ⅱ的互感磁通。这里的线圈I 通过电流1i 产生了磁通，我们将这种通有电流的线圈称为载流线圈或施感线圈，流经线圈的电流称为施感电流。同理如果在线圈Ⅱ中通入电流2i ，由电流2i 也会产生线圈Ⅱ的自感磁通22?和线圈Ⅱ对线圈I 的互感磁通12?。 说明：磁通（链）下标的第一个数字表示该磁通链所在线圈的编号，第二个数字表示产生该磁通（链）的施感电流的编号，接下来研究的使用双下标符号的物理量，其双下标的含义均同上。 当载流线圈中的施感电流随着时间变化时，其产生的磁通链也随之变化。根据法拉第电磁感应定律，这种时变磁通在载流线圈内将会产生感应电压。 设通过线圈I 的总磁通为1?，则有 12111???+= (5-1) 其中自感磁通11?与1N 匝线圈交链，对于线性电感则有自感磁通链11ψ为 1111111N L i ψφ== (5-2) 式(5-2)中，1L 称为线圈I 的自感系数，简称自感，单位为亨利简称亨（H ）。
耦合电感的去耦等效方法
耦合电感的去耦等效方法的讨论 王胤旭5090309291 陈琦然5090309306 杨衎 5090309 摘要：本文主要讨论有公共连接点的两个耦合电感的简单去耦等效方法以及由此衍生的两个特例--耦合电感的串联和并联。并讨论多重耦合电感的去耦相对独立性以及某些含有复杂耦合电感电路的快速去耦等效方法。 1.有公共连接点的耦合电感的去耦等效 图示电路中, 耦合电感L1和L2 有一公共连接点 N, 根据耦合电感的性质, 可得如下方程: ?????+=+=2 21211I I L j MI j U MI j L j U BC AC ωωωω 对于节点N 有KCL 方程：0321=++I I I 上面两式整理得：2 2113 223 11)()()()(I M L j I M L j U U U MI j I M L j U MI j I M L j U BC AC AB BC AC ---=-=--=--=ωωωωωω 故可得其等效去耦电路如图2所示。 图1 耦合电感
图2 等效去耦后的电感 上述去耦过程可以用文字表述如下: 1）设互感为M 的两耦合电感具有公共的连接点（假设其同名端相连）且连接点处仅含 有三条支路, 则其去耦规则为: 含有耦合电感的两条支路各增加一个电感量为- M 的附 加电感; 不含耦合电感的另一条支路增加一个电感量为- M 的附加电感。 若为非同名端连接，只需将上述电感量M 改变符号即可。 2）若连接处含有多条支路, 则可以通过节点分裂, 化成一个在形式上仅含三条支路的节 点。 2.两个特例----耦合电感的串联和并联 2. 1 两耦合电感串联 1）若同名端连接于同一节点（即电流从异名端流入）, 则构成反接串联，计算公式： M L L L eq 221-+=; 2）若非同名端连接于同一节点(即电流从同名端流入), 则构成顺接串联，计算公式： M L L L eq 221++=; 2. 2 两耦合电感的并联 1)若同名端连接于同一节点, 则构成同侧并联,计算公式：M L L M L L L eq 2212 21-+-=; 2)若非同名端连接于同一节点, 则构成异侧并联,计算公式：M L L M L L L eq 2212 21++-=;
耦合电感的去耦等效电路
耦合电感的去耦等效电路 朱晓卿 5030369095 方琦 5030369072 在课上陈老师讲了去耦电路的等效是电路学习中的一个难点，许多同学都会对他的记忆和理解产生问题，于是乎就有了我们这次的这篇文章，希望同学能更好的理解去耦等效! 一、我们学过的几种方法 （1） （1） 单侧连接的去耦等效 (a) (b) 如上图中，（a ）可化为（b ），（c ）可去耦得到（d ），所要注意的只是两电感的耦合方向。 （2） （2） 串接时的去耦等效 (d) (a) (c) 这种方法较为简单直接，但是它的应用范围比较狭隘，只适用于两电感串联或有两电感 并联的情况下，在可以使用该方法的情况下，这不失为一种好方法。 (b) （3） （3） 受控源去耦等效法 (a)
这通常被认为是一种最普遍适用的定理，用他基本可以解决一切电感去耦。 二、三种电路的适用范围及复杂性程度 例题： 例一： 电路如下图所示，已知两个线圈的参数为：12100R R ==Ω，123H,10H,5H L L M ===，正弦电源的电压U=220V ， ω=100rad/s 。 1）试求两个线圈端电压； 2）画出该电路的去耦等效电路。 111222[()]136.4119.74V [()]311.0422.38V U R j L M I U R j L M I ωω=+?=∠?=+?=∠o o &&&& 在该电路中两电感的串联=〉串接时的去耦等效，应用上面法二即可得到。计算也相当简单。 例二： 图示电路中12121==1 =3 =2=2=100V R R L L M U ωωΩΩΩΩ，，，，，求：开关打开和闭合时电流I 1 。 开关打开时：
多级放大电路的耦合方式概念归纳
多级放大电路的耦合方式概念归纳 一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。 多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。 直接耦合方式的缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象。 直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。 阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。 直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。 阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号；在集成电路中制造大容量的电容很困难，因此阻容耦合方式不便于集成化。 变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上，称为变压器耦合。 电路缺点：变压器耦合电路的前后级靠磁路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互独立。它的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且非常笨重，不能集成化。 电路优点是可以实现阻抗变换，因而在分立元件功率放大电路中得到广泛应用。 光电耦合器：是实现光电耦合的基本器件，它将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起，如下图所示。 工作原理：发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。 传输比CTR：在c-e之间电压一定的情况下，i C的变化量与i D的变化量之比称为传输比CTR，即如下图所示为光电耦合放大电路。当动态信号为零时，输入回路有静态电流I DQ，输出回路有静态电流I CQ，从而确定出静态管压降U CEQ。当有动态信号时，随着i D的变化，i C将产生线性变化，电阻R c 将电流的变化转换成电压的变化。由于传输比的数值较小，所以一般情况下，输出电压还需进一步放大。实际上，目前已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。 要放大直流信号应该是选择直接耦合方式啦，因为阻容耦合会把前级和后级的直流通路彼此隔开的，一般用于多级交流放大电路。 输入信号是变化缓慢的信号，放大电路的级间耦合方式应采用（）A阻容耦合 B直接耦合 C变压器耦合 D光电耦合 B。D。 输入信号是变化缓慢的信号指的是信号频率f很小。 阻容耦合里的电容隔直通交流。容抗跟f成反比，f很小则容抗很大。所以不能 变压器耦合：信号是通过两个线圈中的互感来传输的，信号变化缓慢则产生磁场的磁通变化很小，引起的互感电动势会非常非常小，信号在变压器上就损耗完了 回答 光电耦合也可以传输的。不过没直接耦合应用场合广，传输功率没直接耦合大。单选的话就是B。