任务6.1互感线圈的测试和分析-电工技术（人民邮电出版社）

器 电工技术 人民邮电出版社 。的 项目6小功率变压器的设计和检测 ,任务6.1互感线圈的测试和分析 >任务6.2变压器的分析和检测 2 2023-8-16 实训6-1：互感现象的测试 实训流程： (1)在空心圆柱形骨架上用铜漆包 线绕有两个线圈ab和cd。其中线圈ab 较长，线圈cd较短。线圈ab两端接电 源和电阻，线圈cd两端接灵敏电流表G ,如图6.1所示。 (2)闭合开关S,观察电流表G指针 的偏转情况。 图6.1互感线圈的测试 (3)断开开关S,观察电流表G指针 的偏转情况。 (4)将电源极性互换，重复步骤(2)、(3)，观察电流表G指 针的偏转情况。 2023-8-16 3 实训川6-1：互感现象的测试 现象： (1)开关闭合瞬间，电流表G (正 偏反偏不偏)；开关闭合不动时， 电 流表G (正偏反偏/不偏)；开 关断开瞬间，电流表G (正偏/ 反偏/不偏)；开关断开不动时， 电流 表G (正偏反偏不偏) (2)电源极性互换后，开关闭合瞬间， 电流表G (正偏反偏不偏)；开 关闭合不动时，电流表G (正偏/ 结论： 反偏不偏)；开关断开瞬间，电流表G 当ab线圈中的电流发生变 （正偏反偏不偏)；开关断开不动时， 化时，cd线圈中 (会不 电流表G (正偏/反偏不偏)。 会)产生感应电动势，并且感 应电动势的极性与 有关 2023-8-16 4 6.1.1 互感和互感电压 1.互感现象 当线圈两端通以变化的电流时，在线圈 的两端便会产生一个阻碍电流变化的电动势， N, 这种现象就是自感。 如果两个线圈互相靠近，一个线圈的电 流变化就会在另一个线圈产生感应电动势， 这种现象就叫互感现象。 两个线圈I、Ⅱ，它们的匝数分别为 N1、N2o 图6.2两线圈的互感 根据电磁感应定律，当在线圈I中通以变化的电流时，线圈 I产生变化的磁通Φ1，两端产生电动势e1, 这就是自感。e1为自 感电动势，Φ1称为线圈I的自感磁通，平1=N,①1称为线圈I的 自感磁链。 2023-8-16 5 6.1.1 互感和互感电压 1.互感现象 与此同时Φ中有部分磁通Φ21穿过线圈 Ⅱ，由于Φ21也是变化的，从而使线圈Ⅱ两端 产生电动势e2,这种现象称为互感。e21为互 感电动势，21为线圈Ⅱ的互感磁通，平21= N2Φ21为线圈Ⅱ的互感磁链。 自感或互感电动势的大小和方向分别遵 循法拉第电磁感应定律和楞次定律（右手螺 旋法则) 图6.2两线圈的互感 同理，若在线圈Ⅱ通以变化的电流2时，线圈的自感磁通为Φ22， 自感磁链为Ψ22=N2Φ22，在线圈I的互感磁通Φ12，互感磁链Ψ12=N1重12 在线圈Ⅱ产生自感电动势e22,在线圈I产生互感电动势e12。 这种两线圈的磁通相互交链的关系称为磁耦合。 2023-8-16 6 6.1.1 互感和互感电压 2.互感系数与耦合系数 (1)互感系数 在非铁磁性介质中， Ψ11=L1i1,平22=L2i2,Ψ21=M2Ii1,Ψ12=M12i2 式中的L1、L2分别是线圈I和线圈Ⅱ的自感系数，M21是线圈I对线 圈Ⅱ的互感系数，M12是线圈Ⅱ对线圈I的互感系数。 互感系数取决于两线圈周围的介质及两线圈的相对位置。 当周围的介质和相对位置确定后，M21和M12就为常数，并且相等， 可用M表示，即 M=M12=M21 互感系数的SI单位是亨利(H)。 当用铁磁材料作耦合磁路时（如硅钢片），M将不是常数。 2023-8-16 7 6.1.1 互感和互感电压 2.互感系数与耦合系数 (2)耦合系数 两耦合线圈相互交链的磁通越多，说明两线圈的耦合越紧密。常用 耦合系数来表示两个线圈的磁耦合程度，定义为 M k= VL L2 耦合系数k的大小与线圈的结构、相互位置以及周 QQQQ° 围磁介质有关。k的范围是0≤k≤1。 k=0表示两个线圈无耦合关系，k=1表示两个线圈 完全耦合。 两个线圈密绕在一起，k值就接近于1；反之，如果 (a) (b) 它们相隔很远，或者两轴线互相垂直，则k值就很小， 图6.3耦合线圈的耦 甚至可能接近于零。 合系数与相互位置的 关系 2023-8-16 8 6.1.1 互感和互感电压 3.互感电压 一线圈中电流的参考方向和它产生的磁通符合右手螺旋法则 关系时，有 Ψ21=Mi,Ψ12=Mi2 若另一线圈中互感电压的参考方向和互感磁通的方向也满足 右手螺旋法则，则根据电磁感应定律可得：因线圈I中的电流变 化而在线圈Ⅱ中产生的互感电压为 u1=-e1=d=M dt t 同样，因线圈中Ⅱ的电流2变化而在线圈I中产生的互感电 压为 u12=-e12= dΨ2=M dt dt 2023-8-16 9 6.1.1 互感和互感电压 3.互感电压 u21=-e21= dΨ24=M dt dt u12=-e12=