第一篇：電感教案

1.3常用電子元器件———電感器

第＿＿＿周 課時(shí)＿＿＿節(jié) 執(zhí)教者：＿＿＿ 【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

1、了解電感器的種類，基本特性參數(shù)，表示方法及選用常識(shí)。

2、掌握電感器的使用方法和使用時(shí)注意的事項(xiàng)。

3、掌握電感器的幾種常用標(biāo)志方法。

二、過程與方法

1、學(xué)會(huì)用學(xué)過的知識(shí)和技能解決新問題的方法。

2、利用初中學(xué)過的知識(shí)來聯(lián)系新知識(shí)，掌握新知識(shí)。

3、利用對(duì)比分析法來比較學(xué)習(xí)常用元器件。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過對(duì)電感器基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高把知識(shí)轉(zhuǎn)化為技術(shù)的意識(shí)，今后在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)認(rèn)真的態(tài)度，把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

掌握電感器的基本知識(shí)和變壓器相關(guān)的基本知識(shí)。使用萬用表電阻檔檢測電感器的質(zhì)量和初級(jí)、次級(jí)線圈電阻。并學(xué)會(huì)分析變壓器常見故障。

五、教學(xué)過程

1、電感器的結(jié)構(gòu)組成

電感器是一種儲(chǔ)存磁場能量的元件，凡能夠產(chǎn)生電感作用的元件稱為電感器。

電感器一般由骨架、繞組、鐵芯或磁芯、屏蔽罩等組成。骨

架：繞制線圈的支架

繞

組：具有規(guī)定功能的一組線圈，是電感器的基本組成部分 鐵芯或磁芯：用于增強(qiáng)電磁感應(yīng)

屏

蔽

罩：避免電感器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場影響其他元器件和電路的正常工作

2、電感器在電路中的作用（1）存儲(chǔ)磁能的元件。

（2）具有阻交流通直流、通低頻阻高頻的特性，可以在交流電路中作阻流、降壓、耦合和負(fù)載用。

（3）與電容配合，可以用于選頻、濾波、調(diào)諧、退耦等電路中

3、電感器的分類

（1）按電感形式分：固定電感器、可變電感器（2）按導(dǎo)磁體性質(zhì)分：空心線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈（3）按工作性質(zhì)分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、偏轉(zhuǎn)線圈（4）按繞線結(jié)構(gòu)分：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈

4、電感器的主要技術(shù)指標(biāo)（插入部分知識(shí)：

電感器和電阻器、電容器一樣，電感線圈也是電子設(shè)備中大量使用的重要元件之一。但是電阻器和電容器都是標(biāo)準(zhǔn)元件，而電感線圈除少數(shù)可以采用現(xiàn)成產(chǎn)品外，通常為非標(biāo)準(zhǔn)元件，需要根據(jù)電路要求自行設(shè)計(jì)。）（1）電感量:及誤差

電感量也稱作自感系數(shù)，是表示電感元件自感應(yīng)能力的一種物理量。在沒有非線性導(dǎo)磁物質(zhì)存在的條件下，一個(gè)載流線圈的磁通量與線圈中的電流成正比，其比例常數(shù)稱為自感系數(shù)，用L表示，簡稱為電感。即：

I

式中：?＝磁通量

I＝電流強(qiáng)度

單位：H（亨利）常用mH(毫亨)、uH(微亨)（2）分布電容：

線圈各層、各匝之間、繞組與底板之間都存在著電容。統(tǒng)稱為電感器的分布電容。

注：分布電容的存在會(huì)使線圈的等效總損耗電阻增大，Q值降低，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。（3）品質(zhì)因數(shù)：

品質(zhì)因數(shù)也稱作Q值，是指線圈中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值，是表示線圈品質(zhì)的重要參數(shù)。電感線圈的品質(zhì)因數(shù)定義為：

?LQ?R

式中：?－工作角頻率，L－線圈電感量，R－線圈的總損耗電阻 注：Q值越高，電感的損耗越小，效率就越高。（4）額定電流：

線圈中允許通過的最大電流。（5）感抗：

電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱為感抗。單位是歐姆。

5、電感器的標(biāo)志方法(1)直標(biāo)法。

單位H（亨利）、mH（毫亨）、?H（微亨）、(2)數(shù)碼表示法。

方法與電容器的表示方法相同。(3)色碼表示法。

這種表示法也與電阻器的色標(biāo)法相似，色碼一般有四種顏色，前兩種顏色為有效數(shù)字，第三種顏色為倍率，單位為?H，第四種顏色是誤差位。

變壓器的基本知識(shí)

1、變壓器的原理

變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理，兩組或兩組以上線圈彼此間感應(yīng)電壓、電

L??流來達(dá)到升壓或降壓的功能。他是變換電壓、電流和阻抗的器件。

2、變壓器的結(jié)構(gòu)組成

鐵芯：磁導(dǎo)率高、損耗小、磁感應(yīng)強(qiáng)度高的特點(diǎn)。

常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種合硅（硅也稱矽）的鋼，其含硅量在0．8～4．8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯，是因?yàn)楣桎摫旧硎且环N導(dǎo)磁能力很強(qiáng)的磁性物質(zhì)，在通電線圈中，它可以產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而可以使變壓器的體積縮小。

我們知道，實(shí)際的變壓器總是在交流狀態(tài)下工作，功率損耗不僅在線圈的電阻上，也產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”，鐵損由兩個(gè)原因造成，一個(gè)是“磁滯損耗”，一個(gè)是“渦流損耗”。

磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中，由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損，這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小，用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小，可使其發(fā)熱程度大大減小。

既然硅鋼有上述優(yōu)點(diǎn)，為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯，還要把它加工成片狀呢？

這是因?yàn)槠瑺铊F芯可以減小另外一種鐵損——“渦流損耗”。變壓器工作時(shí)，線圈中有交變電流，它產(chǎn)生的磁通當(dāng)然是交變的。這個(gè)變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著，所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)熱。為了減小渦流損耗，變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成，使渦流在狹長形的回路中，通過較小的截面，以增大渦流通路上的電阻；同時(shí)，硅鋼中的硅使材料的電阻率增大，也起到減小渦流的作用。

用做變壓器的鐵芯，一般選用0．35mm厚的冷軋硅鋼片，按所需鐵芯的尺寸，將它裁成長形片，然后交疊成“日”字形或“口”字形。從道理上講，若為減小渦流，硅鋼片厚度越薄，拼接的片條越狹窄，效果越好。這不但減小了渦流損耗，降低了溫升，還能節(jié)省硅鋼片的用料。但實(shí)際上制作硅鋼片鐵芯時(shí)。并不單從上述的一面有利因素出發(fā)，因?yàn)槟菢又谱麒F芯，要大大增加工時(shí)，還減小了鐵芯的有效截面。所以，用硅鋼片制作變壓器鐵芯時(shí)，要從具體情況出發(fā)，權(quán)衡利弊，選擇最佳尺寸。

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的.在在閉合的鐵芯柱上面繞有兩個(gè)繞組,一個(gè)原繞組,和一個(gè)副繞組.當(dāng)原繞組假上交流電源電壓時(shí).原饒組流有交變電流,而建立磁勢,在磁勢的作用下鐵芯中便產(chǎn)生交變主磁通,主磁通在鐵芯中同時(shí)穿過,{交鏈]一.二次繞組而閉合由于電磁感應(yīng)作用分別在一，二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,至于為什么它可以升壓,和將壓呢..那就需要用楞次定律來解釋了.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通,總阻礙圓磁通的變化,當(dāng)原磁通增加時(shí)感應(yīng)電流的產(chǎn)生的磁通與與原磁通相反, 就是說二次繞組所產(chǎn)生 的感應(yīng)磁通與原繞組所產(chǎn)生的主磁通相反,所以二次繞組就出現(xiàn)了低等級(jí)的交變電壓所以鐵芯是變壓器的磁路部分.繞組是變壓器的電路部分 線包：

線包由骨架和線圈（一次繞組和二次繞組）組成。線包應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，良好的電氣性能和耐熱能力，以保證變壓器正常工作。骨架在變壓器中的作用主要有以下幾點(diǎn)： 為變壓器中的銅線提供纏繞的空間，固定變壓器中的磁芯。骨架中的線槽為變壓器生產(chǎn)繞線時(shí)提供過線的路徑。4 骨架中的金屬針腳為變壓器之銅線纏繞的支柱；經(jīng)過焊錫后與PCB板相連接，在變壓器工作時(shí)起到導(dǎo)電的作用。骨架底部的擋墻，可使變壓器與PCB板產(chǎn)生固定的作用；為焊錫時(shí)產(chǎn)生的錫堆與PCB板，和磁芯與PCB板，提供一定距離空間；隔離磁芯與錫堆，避免發(fā)生耐壓不良。骨架中的凸點(diǎn)、凹點(diǎn)或倒角，可決定變壓器使用時(shí)放置方向或針腳順序。變壓器的主要特性參數(shù)

1)、變壓比----次級(jí)電壓與初級(jí)電壓比值

2)、額定功率----在規(guī)定的頻率和電壓下，在規(guī)定的溫升下的輸出功率。3)、效率----輸出功率與輸入功率的比值

4)、溫升----工作發(fā)熱后，比周圍的環(huán)境溫度升高的數(shù)值

5)、工作頻率----變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。

6)、額定電壓----指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。

7)、空載電流----變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

8)、空載損耗----指變壓器次級(jí)開路時(shí)，在初級(jí)測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

9)、絕緣電阻----表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。

六、課堂練習(xí)

1、什么是電感器？常見的分類有哪幾種？

2、簡述電感器的主要作用。

3、電感器的主要參數(shù)是什么？衡量電感器質(zhì)量好壞的兩個(gè)重要因數(shù)是什么？

4、電感器的基本結(jié)構(gòu)有哪些，各起什么作用？

5、變壓器的基本參數(shù)是什么？

6、簡述變壓器的工作原理。

7、變壓器的常見分類有哪幾種？

8、了解變壓器常見故障的類型以及其故障分析方法。

第二篇：交流電路中的電感和電容教案

3、3 交流電路中的電感和電容

課時(shí)安排：2課時(shí) 教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識(shí)與技能

1．理解為什么電感對(duì)交變電流有阻礙作用。

2．會(huì)用感抗來表示電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)。3．知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用。4．會(huì)用容抗來表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用.知道容抗與哪些因素有關(guān)。

（二）過程與方法

1．培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的思維習(xí)慣。

2．培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)過的知識(shí)去理解、分析新問題的習(xí)慣。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生有志于把所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

教學(xué)重點(diǎn)：1．電感、電容對(duì)交變電流的阻礙作用。

2．感抗、容抗的物理意義。

教學(xué)難點(diǎn)：1．感抗的概念及影響感抗大小的因素。

2．容抗概念及影響容抗大小的因素。

教學(xué)器材：雙刀雙擲開關(guān)、學(xué)生用低壓交直流電源、燈泡（6 V、0.3 A）、線圈（用變壓器的副線圈）、電容器（“10 μF、15 V”與“200 μF、15 V”）2個(gè)、兩個(gè)扼流圈 3教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、閱讀法、講解法。教學(xué)過程：

（一）引入新課

師：在直流電路中，影響電流跟電壓關(guān)系的只有電阻。在交變電流路中，影響電流跟電壓關(guān)系的，除了電阻外，還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)電感、電容對(duì)交變電流的影響。

板書課題電感和電容對(duì)交變電流的影響

（二）進(jìn)行新課

1．電感對(duì)交變電流的阻礙作用

演示電阻、電感對(duì)交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如下圖甲、乙所示：

師：首先演示甲圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度，說明了什么道理？ 生：燈的亮度相同。說明電阻對(duì)交流和直流的阻礙作用相同。

師：再演示乙圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度，說明了什么道理？ 生：電鍵接到直流上，亮度不變；接到交流上時(shí)，燈泡亮度變暗。說明線圈對(duì)直流電和交變電流的阻礙作用不同。

師：確實(shí)如此。線圈對(duì)直流電的阻礙作用只是電阻；而對(duì)交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感.為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？

生：由電磁感應(yīng)的知識(shí)可知，當(dāng)線圈中通過交變電流時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙電流的變化。師：電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

生：感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。

師：線圈在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，有兩種扼流圈就是利用電感對(duì)交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈，并介紹其構(gòu)造和作用。

（1）低頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在閉合鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)很大。

作用：對(duì)低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。（2）高頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體芯上，線圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小。作用：對(duì)低頻交變電流阻礙小，對(duì)高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。

2．交變電流能夠通過電容器

演示電容對(duì)交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

師：開關(guān)S分別接到直流電源和交變電流源上，觀察到什么現(xiàn)象？說明了什么道理？

生：接通直流電源，燈泡不亮；接通交變電流源，燈泡亮了。說明了直流電不能夠通過電容器，交變電流能夠“通過”電容器。

師：電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交變電流能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接到交變電流源上，充、放電的動(dòng)態(tài)過程。強(qiáng)調(diào)自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是當(dāng)電源電壓升高時(shí)電容器充電，電荷向電容器的極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時(shí)電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，形成放電電流。電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流通過了電容器。

3．電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 演示電容器對(duì)交變電流的影響

師：將剛才實(shí)驗(yàn)電路中“1000 μF，15 V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度，說明了什么道理？ 生：燈泡的亮度變亮了。說明電容器對(duì)交變電流也有阻礙作用。

師：的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

生：容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率.電容越大，在同樣電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越??；交變電流的頻率越高，充放電進(jìn)行得越快，充放電電流越大，容抗越小.即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小。電容器具有“通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)。師：介紹電感、電容的廣泛存在。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題：

1．由于電感線圈中通過交變電流時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙電流變化，對(duì)交變電流有阻礙作用.電感對(duì)交變電流阻礙作用大小用感抗來表示.線圈自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，感抗越大，即線圈有“通直流、阻交流”或“通低頻，阻高頻”特征.2．交變電流“通過”電容器過程，就是電容器充放電過程.由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動(dòng)，電容器對(duì)交變電流有阻礙作用.用容抗表示阻礙作用的大小.電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小.故電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征。

（四）實(shí)例探究

【例1】如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零。電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u=2202sin10πt V。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（）

A．電流表示數(shù)增大 B．電壓表示數(shù)減小 C．燈泡變暗 D．燈泡變亮

解析：由u=2202sin100πt，可得電源頻率f=

ARuVL?2π?改為25 Hz時(shí)，線圈的感抗減小，在電壓不變的情況下，電路中的電流增大，選項(xiàng)A正確。

2100π Hz=50 Hz，當(dāng)電源頻率由原來的50 Hz2π燈泡的電阻R是一定的，電流增大時(shí)，實(shí)際消耗的電功率（P=IR）變大，燈泡變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

電壓表與電感線圈并聯(lián)，其示數(shù)為線圈兩端電壓UL，設(shè)燈泡兩端的電壓為UR，則電源電壓的有效值為U=UL+UR

因UR=IR，I增大，UR增大，因電源電壓有效值不變，故UL=（U-UR）減小，故選項(xiàng)B正確.答案：ABD 點(diǎn)評(píng)：解決該類問題時(shí)將電感和電容看成特殊“電阻”，在交變電流電路中串、并聯(lián)關(guān)系仍是適用的?！纠?】圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。

解析：當(dāng)含有多種成分的電流輸入到C1兩端，則由于C1的“通交流、隔直流”功能，電流中的交流成分被衰減，而線圈L有“通直流、阻交流”功能，直流成分電流順利通過L.一小部分交流通過L，到達(dá)C2兩端時(shí)，C

2輸入C1C2輸出L

進(jìn)一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣就在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，這個(gè)直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作。

點(diǎn)評(píng)：本題聯(lián)系電視機(jī)中的實(shí)際電路，應(yīng)分別考慮L、C的作用：L對(duì)直流起“短路”作用，對(duì)交流起阻礙作用；C對(duì)直流“斷路”，對(duì)交流有旁路分流作用.本題C1、C2兩次對(duì)交流分流，濾波效果 更好

（四）作業(yè)布置 課文P60頁第2、3、4題

第三篇：開關(guān)電源電感計(jì)算總結(jié)

開關(guān)電源電感選擇

1.開關(guān)電源選擇主要控制兩個(gè)參數(shù)：

一個(gè)是電感peak current，即電感的峰值電流不能超過電感的飽和電流。峰值電流可通過調(diào)節(jié)電感量等來控制，可以通過電感平均電流加上（電感紋波電流/2）來衡量。

一個(gè)是inductor peak to peak ripple 即電感紋波電流，即△I，根據(jù)公式：

△I=VS*D/(FS*L)**（此公式為近似公式，如手冊有公式可按手冊上計(jì)算）

可以根據(jù)紋波電流要求計(jì)算出電感量。

一般△I按電感DC current即電感平均電流來計(jì)算，具體取的百分比手冊會(huì)給出一般10%-40%。

電感的DC current計(jì)算公式：

IDC =VOUT*IOUT/(VIN*η)，η為轉(zhuǎn)換效率

電感的紋波電流越大，電感上耗散的功率就越大，增加EMI同時(shí)也會(huì)造成輸出的紋波越大，又由于△I與電感成反比，從這個(gè)角度看，電感越大越好。

但是，電感越大，會(huì)造成開關(guān)電源反饋回路增益降低，降低系統(tǒng)的工作帶寬，可能導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，而且還存在電感越大，尺寸越大的問題。

電感過小會(huì)降低輸出電流，效率，產(chǎn)生較大的輸入紋波。

因此，在選擇電感式，要從功耗和電感尺寸、電感量上折中選擇。

2.電感計(jì)算流程

先列出已知參數(shù)VOUT ,VIN, IOUT,FS,η

計(jì)算IDC，根據(jù)需要定△I

計(jì)算電感量L

3.其他

電感的選擇還存在一個(gè)參數(shù)的選擇：電感的直流阻抗，這個(gè)參數(shù)影響開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率。電感的直流阻抗與封裝形式有關(guān)，與尺寸成反比。

第四篇：【電路理論電子教案】含有耦合電感的電路

CH10 含有耦合電感的電路

本章主要介紹耦合電感中的磁耦合現(xiàn)象、互感和耦合因數(shù)、耦合電感的同名端和耦合電感的磁通鏈方程、電壓電流關(guān)系、含有耦合電感電路的分析計(jì)算及空心變壓器、理想變壓器的初步感念。

§10-1 互感

教學(xué)目的：掌握自感、互感、耦合、同名端的概念；耦合電感的伏安特性、等效模型。

教學(xué)重點(diǎn)：耦合電感的伏安特性。

教學(xué)難點(diǎn)：列寫表征耦合電感伏安特性的電壓電流方程。教學(xué)方法：課堂講授。教學(xué)內(nèi)容：

一、基本概念

1．自感、互感和耦合的概念：

（1）耦合元件：除二端元件外，電路中還有一種元件，它們有不止一條支路，其中一條支路的帶壓或電流與另一條支路的電壓或電流相關(guān)聯(lián)，該類元件稱為偶合元件。（2）磁耦合：如果兩個(gè)線圈的磁場村相互作用，就稱這兩個(gè)線圈具有磁耦合。（3）耦合線圈：具有磁耦合的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈，稱為耦合線圈。

（4）耦合電感：如果假定各線圈的位置是固定的，并且忽略線圈本身所具有的電阻和匝間分布電容，得到的耦合線圈的理想模型就稱為耦合電感。（5）自感與互感：（如圖所示）一對(duì)耦合線圈，線圈1的電流i1所產(chǎn)生的通過本線圈的磁通量?11，就稱為自感磁通，其中有一部分與線圈2交鏈，稱為線圈1對(duì)線圈2的互感磁通?21。同樣，線圈2的電流i2所產(chǎn)生的自感磁通為?22，對(duì)線圈1的互感磁通為?12。于是得到： 1自感磁鏈：?11 =N1?11 ?22=N2?22 ○互感磁鏈：?21=N2?21 ?12=N1?12 2自感（自感系數(shù)）：L1?○

?11i1 L2??22i2

互感（互感系數(shù)）：M21??21i1 M12??12i2

圖 10-1 耦合電感且有：M12?M21?M

3M與L1、L2關(guān)系：M?○

L1L2

可以證明：由于?21??11，?12??22 則有：

M2=M12?M21??21?12i1?i2=

N1?12N2?21N1?11N2?22?11?22==L1?L2 ????i2i1i2i1i1i2即有：M?L1L2 反映了兩耦合先驅(qū)那相互作用的緊密程度，定義為耦合系數(shù)。

ML1L2 0?k?1（6）耦合系數(shù)：k?k=1時(shí)：稱為全耦合；k=0時(shí)：端口之間沒有聯(lián)系。

2．同名端、異名端：是指分屬兩個(gè)耦合線圈的這樣的一對(duì)端鈕，當(dāng)兩線圈的電流分別從這兩個(gè)端鈕同時(shí)流入或流出時(shí)，它們各自線圈中的自磁鏈與互磁鏈的方向一致。反之為異名端。表示方法：常用標(biāo)志“．”或“*”表示。

i1 * + u1 L1 _ M * i2 + L2 u2 _

二、伏安關(guān)系

耦合線圈中的總磁鏈：?1=?11??12=L1i1?Mi2

?2=?22??21=L2i2?Mi1

圖 10-2 同名端根據(jù)法拉第電磁感定律及楞次定律：電路變化將在線圈的兩端產(chǎn)生自感，電壓UL1，UL2和互感電壓UM21，UM12。

d?d?11di1di22?L1于是有：UL1? UL2??L22 dtdtdtdt

UM21?d?21did?12di?M1 UM12??M2 dtdtdtdt兩線圈的總電壓U1和U2應(yīng)是自感電壓和互感電壓的代數(shù)和。即： U1??UL1?UM12??L1di1di?M2 dtdtdi2di1?M dtdt U2??UL2?UM21??L2其中“+”“-”好選取的原則是：① 自感電壓前的正負(fù)號(hào)取決于U1和i1,U2和i2是否設(shè)為關(guān)聯(lián)參考方向，若關(guān)聯(lián)則取“+”號(hào)，反之為“-”號(hào)。②互感電壓前的符號(hào)選?。篗取“+”號(hào)時(shí)，兩線圈電流參考方向要么同時(shí)指向同名端，要么同時(shí)背離同名端。反之M取“-”號(hào)。或者記為：互感電壓“+”極性端子與產(chǎn)生它的電流流進(jìn)口端子為一對(duì)同名端，則去“+”號(hào)，反之為“-”號(hào)。

三、耦合電感的相量模型和伏安關(guān)系的相量形式

圖10-3 耦合電感相量模型

四、耦合電感的含受控源等效模型

圖10-4 耦合電感CCVS等效模型

§10-2 含有耦合電感電路的計(jì)算

教學(xué)目的：學(xué)習(xí)串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。教學(xué)重點(diǎn)：諧振的特點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)際的并聯(lián)諧振電路。教學(xué)方法：課堂講授。教學(xué)內(nèi)容：

一、去耦等效電路

當(dāng)耦合電感的兩線圈串聯(lián)、并聯(lián)或各有一端相連成為三端元件時(shí)，其電路可以等效為無互感（無耦合）的等效電路，我們稱這種等效電路為去耦合等效電路。

二、耦合電感的串聯(lián)等效

1．順串：L?L1?L2?2M 2．反串：L?L1?L2?2M

圖10-5 耦合電感的串聯(lián)

三、耦合電感的并聯(lián)等效

1．同側(cè)：

2．異側(cè)：

(b)

圖10-6 耦合電感的并聯(lián)

[例]：教材P243 10-5（a）、（b）[解]：略。

§10-3 空心變壓器，理想變壓器 教學(xué)目的：學(xué)習(xí)耦合電感的重要實(shí)際應(yīng)用：空心變壓器和理想變壓器。教學(xué)重點(diǎn)：變壓器的伏安關(guān)系，等效電路，阻抗變換作用。教學(xué)難點(diǎn)：含理想變壓器電路的分析。教學(xué)方法：課堂講授。教學(xué)內(nèi)容：

一、空心變壓器的電路模型 6-1圖 10-7 空心變壓器的電路模型

二、空心變壓器的等效電路

圖10-8 原副邊等效電路

1．原邊等效電路

從原邊看進(jìn)去的輸入阻抗為：

2．副邊等效電路

求變壓器副邊的戴維寧等效電路可得：

三、理想變壓器的電路模型

圖 10-9 理想變壓器的電路模型

四、理想變壓器的阻抗變換作用

五、理想變壓器的實(shí)現(xiàn)

[例]：教材P246 10-17 [解]：略。

第五篇：3910方案電感使用總結(jié)

SN3910方案中電感值、COFF值、RCS值總結(jié)：

1）1W燈泡，需要60MA/18.6V的輸出電流和電壓

RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=3歐，L=3.5mH。2）3W燈泡，需要提供150MA/21V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=0.91歐，L=1.5mH。3）5W燈泡，電源需要提供150MA/35V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=0.91歐，L=2.2mH。4）7W燈泡，電源需要提供150MA/49V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=0.91歐，L=3mH。5）9W燈泡，電源需要提供150MA/59.5V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=0.91歐，L=3.5mH。6）11W燈泡，電源需要提供150MA/73.5V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=300PF,RCS=0.91歐，L=4.3mH。

7)15W燈泡，電源需要提供300MA/52V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=270pF,RCS=0.455歐（2個(gè)0.91歐并聯(lián)），使用兩個(gè)EPC13電感并聯(lián)，單個(gè)電感為L=2.8mH。

8）18W燈泡，電源需要提供300MA/62V的輸出電流和電壓，RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=270pF,RCS=0.455歐（2個(gè)0.91歐并聯(lián)），使用兩個(gè)EPC13電感并聯(lián)，單個(gè)電感為L=3.4mH。

9)8W燈管，電源需要提供120MA/68V的輸出電流和電壓

RIN采用2個(gè)430K/0.5W的電阻并聯(lián)。COFF=220PF,RCS=1.3歐，使用1個(gè)EPC電感，L=4mH。