当前位置：文档库 › saber中耦合电感的设置

saber中耦合电感的设置

用过PSPICE的朋友都知道，有一个很有用的模型，K_linear，可以用来仿真多个绕组的变压器或耦合电感。那么在saber中，有没有类似的模型呢？答案是肯定的。但是，这个模型如果设置的不对，将无法得到正确的结果，或根本就无法仿真。

我们来看一下图：

在元件搜寻中输入inductor，然后从搜寻的结果中找到inductor, Coupling Coef.(K)，再放置两个电感和其他元件。得到如下的原理图：

然后双击两个电感，分别设置电感量为2m，注意看第一行，电感的模板是：

接着，双击K，设置其参数：

注意，这里的参数1st_inductor_to_couple和1st_inductor_to_couple，表示是参加耦合的电感。格式是:模板.元件标号，在这里就是l.l1和l.l2，元件模板是l，元件标号是l1,l2。

另外还要设置的参数是l1,l2。这里的l1,l2参数是表示参与耦合的电感量，这两个电感量不能超过我们刚才设置的两个电感的电感量，最多可以相等。也就是

说，我们刚才设置的两个电感的电感量是包含着漏感的。而这里设置的l1,l2是参与耦合的电感量。参数k表示耦合系数，1表示完全耦合。如果小于1，那么就是不完全耦合。那么就更复杂了，所以，这里K我们设置为1。

我们先看看l1,l2两个电感完全参与耦合的情况，所以把这里的l1，l2参数设置成和那两个电感一样的值。

然后，瞬态扫描，看结果：

那么假如我们把K中的参数，l1改成1m，会出现什么结果呢？修改K参数，保存，然后再次扫描，看图：

我们把K中的l1参数改成了1m，就是说，电感l1，其电感量为2mH，但只有1mH 参与了耦合。还有1mH可以认为是初级侧的漏感，对交流信号起着分压的作用。那么加在变压器耦合中的部分在本例中峰值就只有0.5V（原先是1V）了。因为K中的耦合变成了1mH：2mH，所以匝比相当于1：1.414，而次级因为我们设置的K中l2参数还是2m没有改动，所以次级没有漏感。那么次级感应出来的峰值电压应该是0.5×1.414=0.707V，仿真结果也显示，的确如此。

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。 1、11φ21φ1L φ 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。 2 2’

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 。

? ??><称强耦合时称弱耦合时,5.0,5.0k k 1ψ2ψ 1ψ13331333Mi i L -=-=ψψψ 表明：在这种绕线方式中，互感磁链与自感磁链方向相反，称为互感的“削弱”作用。 ΦΦ3’ 3

问题：在电路分析中，在确定互感电压时，是否一定要知道耦合电感器的实际绕向呢？同名端──在耦合电感器各自一个端钮上通进电流，如果它们产生的互感磁通同方向，这两个端钮就称为同名端。在同名端上打上标记“。”、“.”、“*”或“?”均可。标有同名端，并用参数表示的耦合电感器的电路符号为： 3. 21i i 、为时变函数时： dt di M dt di L dt Mi i L d dt d u 2 1121111)(+=+==ψ dt di M dt di L dt Mi i L d dt d u 1 2212222)(+=+==ψ

当21i i 、为同频率正弦量时，在正弦稳态情况下： 2 111I M j I L j U ωω+=? 1 222I M j I L j U ωω+=? M ω──互感抗

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:

含耦合电感的电路研究

含耦合电感的电路研究实验报告一、实验目的（1）进一步认识含耦合电感电路中的互感现象。（2）学习同名端的判断方法。（3）掌握互感的测量方法。二、实验原理（1）耦合线圈同名端的测定：直流通断法如图（一）所示，把自感系数为L 1 的线圈1通过开关接到直流电源上，把一个直流电流表接在自感系数L 2 线圈2的两端。在开关S闭合瞬间，自感系数 L 2 的线圈2的两端将产生一个互感电势，电表的指针就会偏转。若指针正向偏转，则与直流电源正极相连的端钮1和与电表正极相连的端钮2为同名端；若指针反向偏转，则1与2为异名端。 R 图（一）确定互感线圈同名端的直流通断法（2）互感系数M的测量：在图（二）所示电路中，在自感系数为L 1 的线圈中通入固定频率的正弦电流I 1，测量自感系数为L 2 的线圈的开路电压有效值U 2 ，若交流电压表的内阻足够大，则有U 2=ωM 21 I 1 ，因此互感系数M 21 = I U 1 2 反之，在图（三）所示电路中，在自感系数为L 2的线圈中通入固定频率的

正线电流I 2，测量自感系数为L 1 的线圈的开路电压有效值U 1 ，则有U 1 =ωM 12 I 2 ，因此互感系数M 12= I U 21 如果两次测量时两个线圈相对位置未变，则有M 12=M 21 =M U2 图（二）自感系数为L1的线圈接电源端测量M21 U1 图（三）自感系数为L2的线圈接电源端测量M12 三、实验步骤（1）测定两个线圈的同名端按图（一）接线，在开关闭合瞬间可以看到电流表正向偏转，所以1和 2 是同名端。（2）测定耦合线圈的互感系数M 按图（二）接线，事先将函数电源输出电压调定为U S ,读取交流电流表读数 I 1和交流电压表读数U 2 ，求出M 21 。改变函数电源输出频率多得几次数据记入表一得到不同的M 21 求平均。

电感耦合等离子体实验讲义

实验三电感耦合等离子发射光谱定量分析一、实验目的 1．初步掌握电感耦合等离子发射光谱仪的使用方法。 2．学会用电感耦合等离子发射光谱法定性判断试样中所含未知元素的分析方法。 3．学会用电感耦合等离子发射光谱法测定试样中元素含量的方法。二、实验原理原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素的原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。各种元素因其原子结构不同，而具有不同的光谱。因此，每一种元素的原子激发后，只能辐射出特定波长的光谱线，它代表了元素的特征，这是发射光谱定性分析的依据。电感耦合等离子发射光谱仪是以场致电离的方法形成大体积的ICP 火焰，其温度可达10000 K，试样溶液以气溶胶态进入ICP 火焰中，待测元素原子或离子即与等离子体中的高能电子、离子发生碰撞吸收能量处于激发态，激发态的原子或离子返回基态时发射出相应的原子谱线或离子谱线，通过对某元素原子谱线或离子谱线的测定，可以对元素进行定性或定量分析。ICP 光源具有ng/mL 级的高检测能力；元素间干扰小；分析含量范围宽；高的精度和重现性等特点，在多元素同时分析上表现出极大的优越性，广泛应用于液体试样（包括经化学处理能转变成溶液的固体试样）中金属元素和部分非金属元素（约74种）的定性和定量分析。三、仪器与试样仪器：ICP OES-6300 电感耦合等离子发射光谱仪试样：未知水样品(矿泉水) 四、实验内容 1．每五位同学准备一水样品进行定量分析，熟悉测试软件的基本操作，了解光谱和数据结果的含义。 2．观摩定量分析操作，学会分析标准曲线的好坏，掌握操作要点和测试结果的含义。五、实验步骤 1．样品处理（1）自带澄清水溶液20 mL，要求无有机物，不含腐蚀性酸、碱，溶液透明澄清无悬浮物，离子浓度小于100 μg/mL。（2）将待测液倒入试管。

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 。

实验四含有耦合电感的电路互感电路仿真

实验四含有耦合电感的电路——互感消去法一、实验目的 1、通过理论分析，搭建仿真的互感电路进行仿真实验，验证互感消去法的正确性。 2、学习用Multisim 软件平台进行仿真实验的基本方法，通过仿真实验掌握互感消去法的基本概念和理论分析原理。二、实验原理（1）理论分析当互感线圈既非串联又非并联，但两线圈有公共端时，去耦后可用一个T 形等效电路来代替。如下图：图1 互感线圈的T 形等效电路 (a)同侧端耦合电路 (b)T 形等效电路 (c)异侧端耦合电路 (d)T 形等效电路（2）实例下图图二所示具有互感电路中，已知耦合系数5.0=k ，V U ?∠=01001 ， Ω=4R ，Ω=161l X ，Ω=42l X ，Ω=8c X ，求：输出电压的大小和相位。 · · - + 1U - + 2U 1L 2L 1 I 2I I - + 2U M L -1 M L -2 I · · - + 2U 1L 2L I M M - + 1U - +1U M + - + 2U M L +1 M L +2 I - +1U M - 1 I 2I (a) (b) 1I 2I (c) (d)

图二耦合电路图三去耦等效电路理论解： 120.51644M k L L ωωω=?=??=Ω 去耦后等效电路如图3所示， Ω ?∠=-+=-+-?+=69.782622212) 84(4) 84(412j j j j j j j Z A Z U I ?-∠=?∠?∠==69.7813 262569.7826201001 V j j U ?-∠=??-∠?--=69.123735.27469.7813 26254442 三、仿真试验用Multisim11搭建仿真电路，进行仿真实验。如下图：图四仿真电路图 · · 2U 1L 2 L C M R - +1U 12j Ω Ω0j Ω -8j Ω4 2U Ω4j I

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

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++-=;

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 ）。

耦合计算

1、如图所示（a）、（b）、（c）、（d）四个互感线圈，已知同名端和各线圈上电压电流参考方向，试写出每一互感线圈上的电压电流关系。图（a）图（b）图（c）图（d） 2、求图（a）、（b）所示电路的等效电感。 3、求图（a）所示电路的开路电压。

5、求图示两端口电路的Y 参数。 6、求图示两端口电路的Y 参数。 7、求图示两端口电路的Z 参数。

9、求图（a）所示电路负载电阻上的电压 10、已知图（a）电路的电源内阻R S=1kΩ，负载电阻R L=10Ω。为使R L上获得最大功率，求理想变压器的变比n 。 11、图示互感电路已处于稳态，t=0 时开关打开，求 t＞0+ 时开路电压u2(t)。

12、全耦合互感电路如图（a）所示，求电路初级端 ab 间的等效阻抗。 13、已知图（a）空心变压器电路参数为：L1=3.6H, L2=0.06H, M=0.465H,R1=20Ω, R2=0.08Ω,R L=42Ω,ω=314rad/s, ，求：原、副边电流。

14、含耦合电感元件正弦交流电路的分析计算。如图7-ll(a)所示电路，已知耦合电感元件的参数H M H L H L 83.2,5,5.221===。求电流 2i 2) (a 15、已知一耦合电感的参数为L1=6H ，L2=4H ，M=3H ，试计算此耦合电感中两线圈串联或并联后形式的二端网络的等效电感值。 16、求图7-15所示电路的输入阻抗。工作角频率为ω。 17、求图题7-17所示二端网络的戴维南等效电路。 a b 2 R 5

18、在图6.13所示电路中，L 1=0.01H ，L 2=0.02H ，C =20μF ，R =10Ω，M =0.01H 。求两个线圈在顺接串联和反接串联时的谐振角频率ω0。 19、在图6.17所示电路中，变压器为理想变压器， ?=? 0/01S U V ，求电压C ? U 。 20、图6.18所示全耦合变压器电路，求两个电阻两端的电压各为多少？ L 1 图6.17 题6.6电路 C ?

耦合电感和谐振电路

第4章耦合电感和谐振电路（inductor of coupling and resonance circu it ）本章主要介绍: ① ① 耦合电感元件，耦合电感的串、并联; ② ② 含有耦合电感的正弦电流电路的分析, 理想变压器的初步概念; ③ ③ 串联谐振、并联谐振的物理现象，谐振条件，谐振特点。 4.1耦合电感元件(coupled inductors) 磁耦合：两个线圈的磁场存在着相互作用，这种现象称为磁耦合，亦具有互感。本节只讨论一对线圈相耦合的情况。一.互感（mutual inductance ） 1.互感：当两个电感线圈物理上相互靠近，一个线圈所产生的磁通与另一个线圈相交链，使之产生感应电压的现象。图为两个有耦合的线圈。设线圈芯子及其周围的磁介质为非铁磁性物质。线圈1的匝数为1N ,线圈2的匝数为2N 。规定每个线圈电流与电压为关联参考方向，电流与其产生的磁链（或电流与磁通）的参考方向符合右手螺旋法则，也是相关联。耦合线圈无耦合线圈 ①自感磁链： 1i 在线圈1中产生的磁通为11Φ及磁链为11Ψ，即：11111ΦN Ψ= 2i 在线圈2中产生的自感磁链22Ψ，即：2222i L Ψ= ②互感磁链： 1i 在线圈2中产生的磁链21Ψ，即：21221ΦN Ψ=，21M ——线圈1与2的互感。 2i 在线圈1中产生的磁链12Ψ，即：21212i M Ψ=，12M ——线圈2与1的互感。由于磁场耦合作用，每个线圈的磁链不仅与线圈本身的电流有关，也和与之耦合的线圈电流有关，即 ),(2111i i f Ψ= 及 ),(2122i i f Ψ= 由于线圈周围磁介质为非铁磁性物质，上两式均为线性的，即磁链是电流的线性函数。 2.结论：①互感系数：只要磁场的介质是静止的，根据电磁场理论可以证明2112M M =，所以，统一用M 表示，简称互感，其SI 单位：亨利（H ）。 ②互感的量值反映了一个线圈在另一个线圈产生磁链的能力。互感的大小不仅与两线圈的匝数、形状及尺寸有关，还与两线圈的相对位置有关。如果两线圈使其轴线平行放置，则相距越近，互感便越大，反之越小。而两线圈轴线相互垂直，如图所示在这种情况下，线圈1产生的磁力线几乎不与线圈2相交链，互感磁链接近零，所以互感接近零。 ③耦合系数：一对耦合线圈的电流产生的磁通只有部分磁通相交链，而彼此不交