第 5章 互感电路及理想变压器
5.1 互感及互感电压
5.2 互感线圈的同名端
5.3 互感线圈的连接及等效电路
5.4 空心变压器
5.5 理想变压器
小结
5.1 互感及互感电压
1,互感现象及互感原理图 5.1(a)所示为两个相邻放置的线圈 1和 2，它们的匝数分别为
N1和 N2。自感磁链与自感磁通、互感磁链与互感磁通之间有如下关系：
2122112112
2222211111
,
,
NN
NN
(5— 1)
仿照自感系数定义，我们定义互感系数为 1 2
i
1
N
1
N
2
21? 11
( a )
1 2
i
2
N
1
N
2
22? 12
( b )
图 5.1 两个线圈的互感互感的大小反映一个线圈的电流在另一个线圈中产生磁链的能力 。 互感的单位与自感相同,也是亨利 (H)。
2,偶合系数 K
只有部分磁通相互交链
1
21
21
2
12
12
i
M
i
M
(5— 2)
可以证明
MMM 2112 (5— 3)
2211
1221
21
LL
Mk (5— 4)
耦合系数 k总是小于 1的 。 k值的大小取决于两个线圈的相对位置及磁介质的性质 。 如果两个线圈紧密地缠绕在一起,如图
5.2(a)所示,则 k值就接近于 1,即两线圈全耦合；若两线圈相距较远,或线圈的轴线相互垂直放置,如图 5.2(b)所示,则 k值就很小,
甚至可能接近于零,即两线圈无耦合 。
( a ) ( b )
图 5.2 耦合系数 k与线圈相对位置的关系
3,互感 电压如果选择互感电压的参考方向与互感磁通的参考方向符合右手螺旋法则，则根据电磁感应定律，结合式 (5—2)，有
dt
di
M
dt
d
u
dt
di
M
dt
d
u
212
12
121
21
(5— 5)
当线圈中的电流为正弦交流时，如
2
.
2
.
12
.
1
.
1
.
21
.
212
1121
2211
)
2
s i n (
)
2
s i n (c os
s i n,s i n
IjXIMjU
IjXIMjU
tMIu
tMItMI
dt
di
Mu
tIitIi
M
M
m
mm
mm
则
(5— 6)
作业,P156页 （ 4）
P172页 5.1
5.2 互感线圈的同名端 1 2
i
1
u
21
21 11
( a )
＋ －
A B C D
1 2
i
1
u
21
21
11
( b )
＋－
A B C D
图 5.3 互感电压的方向与线圈绕向的关系为了表示线圈的相对绕向以确定互感电压的极性，常采用标记同名端的方法。
5.2.1同名端的标记原则及测定
1,同各端的标记原则互感线圈的同名端是这样规定的：如果两个互感线圈的电流
i1和 i2所产生的磁通是相互增强的,那么,两电流同时流入 (或流出 )的端钮就是同名端；如果磁通相互削弱,则两电流同时流入 (或流出 )的端钮就是异名端 。 同名端用标记,·”,,*” 或,△,标出,
另一端则无须再标 。 根据上述标记原则可以判断出图 5.3所示两组耦合线圈的同名端 。
图 5.4中标出了几种不同相对位置和绕向的互感线圈的同名端。
同名端只取决于两线圈的实际绕向和相对位置 。
A
( a )
B
*
C D
*
1
2
3
4
*
5
6
*
( b )
图 5.4 几种互感线圈的同名端同名端总是成对出现的,如是有两个以上的线圈彼此间都存在磁耦合时,同名端应一对一对地加以标记,每一对须用不同的符号标出,如图 5.4(b)所示 。
2,同名端的测定对于难以知道实际绕向的两线圈,可以采用实验的方法来测定同名端 。 ＋
－
R
S
U
S A
i
L
1
C
L
2
DB
m V
＋
－
图 5.5 测定同名端的实验电路
5.2.2同名端的应用同名端确定后,互感电压的极性就可以由电流对同名端的方向来确定,即互感电压的极性与产生它的变化电流的参考方向对同名端是一致的 。 i 1
u
12
＋
－
i
2
M
( a )
A
B
C
D
i
1
u
12
＋
－
i
2
M
( b )
A
B
C
D
图 5.6 图 5.3的互感线圈的电路符号在互感电路中，线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和，
即
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
1`1
(5— 7)
例 5.1 写出图 5.7(a),(b)所示互感线圈端电压 u1和 u2的表达式 。
1
.
2
.
22
.
2
.
1
.
11
.
IMjILjU
IMjILjU
(5— 8)
i
1
u
1
＋
－
L
1
u
2
＋
－
L
2
i
2
M
( a )
i
1
u
1
＋
－
L
1
u
2
＋
－
L
2
i
2
M
( b )
图 5.7 例 5.1电路图解 对于图 (a),有
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
例 5.2 在图 5.8(a)所示电路中,已知两线圈的互感 M=1H,电流源 i1(t)的波形如图 5.8(b)所示,试求开路电压 uCD的波形 。
对于图 (b),同样可得
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
i
1
( t ) L
1
L
2
M
( a )
A
B D
C
i
1
/A
( b )
t / s210
10
u
C D
/ V
( c )
t / s210
10
10－
图 5.8 例 5.2图解 由于 L2线圈开路,其电流为零,因而 L2上自感电压为零,
L2上仅有电流 i1产生的互感电压 。 根据 i1的参考方向和同名端位置,
则有
dt
diMu
CD 1?由图 5.8(b)可知：
0≤t≤1s时,i1 =10 tA,则
1≤t≤2s时,i1=(–10t+20)A
t≥2s时,i1=0,则开路电压 uCD的波形如图 5.8(c)所示 。
Vdt tdMu CD 10)10(
VdttdMu CD 10)2010(
0?CDu 作业,P160页 （ 4）
P172页 5.2
5.3 互感线圈的连接及等效电路
5.3.1互感线圈的串联两个具有互感的线圈串联时有两种接法 —— 顺向串联和反向串联。
1.
图 5.11(a)所示电路为互感线圈的顺向串联,即异名端相连 。
在图示电压,电流参考方向下,根据 KVL可得线圈两端的总电
i
M
( a )
＋ －u
1
＋ －u
2
＋ －
u
L
1
L
2
i
M
( b )
＋ －u
1
＋ －u
2
＋ －
u
L
1
L
2
图 5.11 互感线圈的串联称为顺向串联的等效电感 。 故图 5.11(a)所示电路可以用一个等效电感 Ls来替代 。
2,互感线圈的反向串联图 5.11(b)所示电路为互感线圈的反向串联,即同名端相连 。
串联电路的总电压为
MLLL
ILjIMLLj
IMjILjIMjILjUUU
S
S
2
)2(
21
..
21
..
2
..
12
.
1
..
(5— 9) 式中
..
21
..
2
..
12
.
1
..
)2( ILjIMLLj
IMjILjIMjILjUUU
f
MLLL S 221
其中 Lf称为反向串联的等效电感 。 即
(5— 10)
比较式 (5—9)和式 (5—10),可以看出 Ls>Lf,ωLs>ωLf,当外加相同正弦电压时,顺向串联时的电流小于反向串联时的电流 。
根据 Ls和 Lf可以求出两线圈的互感 M为
4
fs LLM
(5— 11)
例 5.3 将两个线圈串联接到 50Hz,60V的正弦电源上,顺向串联时的电流为 2A,功率为 96W,反向串联时的电流为 2.4A,求互感 M。
解 顺向串联时,可用等效电阻 R=R1+R2和等效电感
Ls=L1+L2+2M相串联的电路模型来表示 。 根据已知条件,得
1824)
2
60
()(
24
2
96
2222
22
R
I
U
L
I
P
R
s
s
s
0 5 7.0502 18?sL
反向串联时,线圈电阻不变,由已知条件可求出反向串联时的等效电感
m
LL
M
L
R
I
U
L
fs
f
f
f
75.8
4
022.0057.0
4
022.0
502
7
724)
4.2
60
()(
2222
所以得
5.3.2互感线圈的并联互感线圈的并联也有两种接法,一种是两个线圈的同名端相连,称为同侧并联,如图 5.12(a)所示；另一种是两个线圈的异名端相连,称为异侧并联,如图 5.12(b)所示 。 当两线圈同侧并联时,
在图 5.12(a)所示的电压,电流参考方向下,由 KVL有
2
.
1
..
1
.
2
.
2
.
2
.
1
.
1
.
III
IMjILjU
IMjILjU
＋
－
L
2
M
( a )
I
2
．
L
1
I
1
．
U
．
I
．
＋
－
L
2
M
( b )
I
2
．
L
1
I
1
．
U
．
I
．
图 5.12 互感线圈的并联根据上述电压,电流关系,按照等效的概念,图 5.12(a)所示具有互感的电路就可以用图 5.13(a)所示无互感的电路来等效,这种处理互感电路的方法称为互感消去法 。 图 5.13(a)称为图 5.12(a)
的去耦等效电路 。 由图 5.13(a)可以直接求出两个互感线圈同侧并联时的等效电感为由电流方程可得,将其分别代入电压方程中，则有
2
..
1
.
1
..
2
.,IIIIII
.
2
.
22
..
2
.
2
.
.
1
.
11
..
1
.
1
.
)()(
)()(
IMjIMLjIIMjILjU
IMjIMLjIIMjILjU
(5— 12)
MLL
MLLL
2
2
同理可以推出互感线圈异侧并联的等效电感为
(5— 13)
MLL
MLLL
2
2
＋
－
( a )
U
．
I
．
L
1
－ M L
2
－ M
M
I
1
．
I
2
．
＋
－
( b )
U
．
I
．
L
1
＋ M L
2
＋ M
－
I
1
．
I
2
．
M
其异侧并联的去耦等效电路如图 5.13(b)
图 5.13 并联互感线圈的去耦等效电路互感消去法不但可以用于互感并联电路,也可以对两个互感线圈只有一端相连的电路进行互感消去 。 具有互感的两个线圈仅一端相连时,同样有同名端相连和异名端相连两种连接方式,如图 5.14(a),(b)所示 。
1
M
( a )
L
1
L
2
2
3
I
1
．
I
2
．
1
M
( b )
L
1
L
2
2
3
I
2
．
I
1
．
1
( c )
L
1
－ M
2
3
I
1
．
M
L
2
－ M
I
2
．
1
( d )
L
1
＋ M
2
3
I
2
．
－
L
2
＋ M
M
图 5.14 一端相连的互感线圈及去耦等效电路图 5.14(a)为同名端相连的情况，在图示参考方向下，可列出其端钮间的电压方程为
1
.
2
.
2
.
23
2
.
1
.
113
.
IMjILjU
IMjILjU
(5— 14)
由式 (5—15)可得如图 5.14(c)所示的去耦等效电路 。
同理，两互感线圈异名端相连可等效为如图 5.14(d)所示的去耦等效电路。
例 5.4 在图 5.15所示的互感电路中,ab端加 10V的正弦电压,
已知电路的参数为 R1=R2=3Ω,ωL1=ωL2=4Ω,ωM=2Ω。 求
cd端的开路电压 。
解 当 cd端开路时,线圈 2中无电流,因此,在线圈 1中没有互感电压 。 以 ab端电压为参考,电压利用电流 的关系式可将式 (5— 14)变换为2.1.,III
.
2
.
223
.
.
1
.
113
.
)(
)(
IMjIMLjU
IMjIMLjU
(5— 15)
VU oab 0/10,?
A
jLjR
U
I
o
o
ab
1.53/2
43
0/10
1
.
1
.
由于线圈 2中没有电流,因而 L2上无自感电压 。 但 L1上有电流,因此线圈 2中有互感电压,根据电流对同名端的方向可知,
cd端的电压
a
I
1
．
＋
R
2
c
b d
－
U
ab
．
L
2
L
1
R
1
M
U
cd
．
＋
－
图 5.15 例 5.4图
V
jUIMjU
oo
o
abcd
3.10/4.13109.36/4
101.53/2
.
1
..
例 5.5 图 5.16(a)所示具有互感的正弦电路中,已知 XL1=10Ω,
XL2=20Ω,XC=5Ω,耦合线圈互感抗 XM=10Ω,电源电压 S=20/0°
V,RL=30Ω,求电流?2。
M
( a )
L
1
L
2
I
1
．
C
I
2
．
R
L
＋
－
U
S
．
( b )
L
1
＋ MI
1
．
C
I
2
．
R
L
＋
－
U
S
,－ M
L
2
＋ M
( c )
I
1
．
I
2
．
30?
＋
－
U
S
．
－ j 1 0?
j 2 0? j 3 0?
－ j 5?
图 5.16 例 5.5图解 利用互感消去法,得去耦等效电路如图 5.16(b)所示,其相量模型如图 5.16(c)所示 。 利用阻抗串,并联等效变换,求得电流作业,P（ 172— 173）页
5.3 5.4 5.5 5.6
o
S
I
jjj
jj
I
j
j
jjj
jjj
j
U
I
45/2
)3030()510(
510
1
24
)3030()510(
)3030()510(
20
1
.
2
.
.
1
.
应用阻抗并联分流关系求得电流
5.4 空心变压器
1,初次级回路电压方程及其电流变压器，这种变压器的电磁特性是线性的。
图 5.21为空心变压器的电路模型。根据图示电压、电流的参考方向以及标注的同名端，可列出初、次级回路的 KVL方程如下：
A
L
1
C
L
2
M
B D
R
1
R
2
Z
L
= R
L
＋ j X
L
＋
－
U
1
．
I
1
．
I
2
．
图 5.21 空心变压器电路
0)(
)(
2
.
221
.
1
.
2
.
1
.
11
IjXRLjRIMj
UIMjILjR
LL
令 Z11 =R１ + jωL1,为初级回路自阻抗；
Z22=R2+jωL2+RL+jXL=R22+jX22，为次级回路自阻抗。 ZM=jωM=jXM，
为初、次级回路间的互阻抗。则有
02
.
221
.
.
12
.
1
.
11
IZIjX
UIjXIZ
M
M
(5 — 17)
(5— 16)
由式 (5—17)可得
22
1
.
2
.
Z
IMjI (5— 18)
将式 (5— 18)代入式 (5 — 16)中得
'
111
.
1
22
2
11
.
1
1
.
)( ZZ
U
Z
MZ
U
I
(5— 19)
2,反射阻抗、反射电阻、反射电抗
'
1
'
1
2222
2
22
2
'
1
)()( jXR
jXR
M
Z
MZ
(5— 20)
Z1′称为次级回路在初级回路中的反射阻抗。整理式 (5 — 20)
可得
2
222
22
2
22
2
'
1
2
222
22
2
22
2
'
1
)(
)(
X
XR
M
X
R
XR
M
R
(5— 21)
(5— 22)
式中,R1′,X1′
由式 (5—21)知,R1′>0恒成立 。 可以证明,R1′吸收的有功功率等于次级回路的有功功率 。 反射电阻的功率 PR1′=I21R1′,由式
(5—18)可得次级电流的有效值为
3,初次级等效电路利用反射阻抗的概念,根据式 (5—18),(5—19)可以得到空心变压器的初,次级等效电路,如图 5.22所示 。 注意图中 jXM?1的极性要根据初级电流参考方向和同名端的位置来确定 。
2
22
2
22
1
2 XR
MII
次级回路的功率为
'1
'
1
2
1
2
1222
22
2
22
2
2
2
222
)()(
RL PRIIRXR
MRRIP
Z
11
＋
－
U
1
．
I
1
．
Z
1
′ Z
22
＋
－
I
1
．
I
2
．
j X
M
图 5.22 空心变压器初、次级等效电路例 5.6 空心变压器电路如图 5.23（ a） 所示,已知 L1=0.6H,
R1=10Ω,L2=0.4H,R2=10Ω,M=0.4H,
RL=30Ω,电压源电压 u1=100 sin100tV。
（ 1） 用初,次级等效电路求电流?1和?2;
（ 2） 用代文宁定理求?2。
解 （ 1） 根据已知参数得初,次级回路的自阻抗为
2
4040
4.010 0)3010()(
60106.010 010
2222
1111
j
jLjRRZ
jjLjRZ
L?
反射阻抗 Z1′为
202045/2204040 )4.01 0 0()( 2
22
2'
1 jjZ
MZ o?
作初级等效电路如图 5.23（ b） 所示 。 由图 （ b） 得
L
1
L
2
MR
1
R
2
R
L
＋
－
U
1
．
I
1
．
I
2
．
( a )
Z
11
Z
1
′
＋
－
U
1
．
I
1
．
( b )
Z
22
＋
－
I
1
．
I
2
．
( c )
j? M
图 5.23 例 5.6图
oo
o
jjZZ
UI 1.53/2
1.53/50
0/1 0 0
20206010
1 0 0
'
111
.
11
.
作初级等效电路如图 5.23（ b） 所示 。 由图 （ b） 得
o
o
oo
j
j
Z
IMj
I
1.8/4 1 4.1
45/240
9.36/80
4040
1.53/24.01 0 0
22
1
.
2
,?
（ 2） 用代文宁定理求解 。 先求 RL开路时的电压,如图 5.24
（ a） 所示 。 因?2=0,故
.
ocU
V
jj
jIMjU
jLjR
U
Z
U
I
oo
oc
o
6010
90/400 0
6010
0/100
4.0100
6010
0/100
10
..
11
.
1
11
.
1
10
.
再在图 5.24（ b） 所示的电路中求 C,D两点间的输入阻抗 Zi2。
利用反射阻抗的概念,将原来的次级当做初级,原来的初级当做次级,
参照式 (5—20)得初级回路对次级回路的反射阻抗为
6010
1 0 0 07 0 0
6010
1 6 0 0
4010
6010
1 6 0 0
6010
)4.01 0 0()(
'
222
'
2
'
222
2
11
2
'
2
j
j
j
j
ZLjRZZZ
jjZ
M
Z
i
则注意,Z?22是不包括负载电阻 RL在内的次级回路自阻抗 。
L
1
L
2
MR 1 R 2
＋
－
U
1
．
I
10
．
( a )
C
D
＋
－
U
oc
．
L
1
L
2
MR 1 R 2
( b )
C
D
Z
i2
R
L
Z
i2
＋
－
U
oc
．
( c )
I
2
．
C
D
图 5.24 例 5.6电路图这样就得到图 5.24（ c） 所示的代文宁等效电路,接上 RL可求次级电流?2为
o
o
o
o
o
Li
oc
j
j
j
j
RZ
U
I
1.8/4 1 4.1
1.98/4.2 8 2 8
90/4 0 0 0
2 8 0 04 0 0
90/4 0 0 0
30
6010
1 0 0 07 0 0
6010
90/4 0 0 0
2
.
2
.
作业,P174页 5.9 5.10
5.5 理想变压器理想变压器是一种特殊的无损耗,全耦合变压器 。 它作为实际变压 器的理想化模型,是对互感元件的一种理想化抽象,它满足以下三个条件,
（ 1） 耦合系数 k=1,即无漏磁通 。
（ 2） 自感系数 L1,L2无穷大且 L1/L2等于常数 。
（ 3） 无损耗,即不消耗能量,也不储存能量 。
＋
－
u
2
＋
－
u
1
i
1
i
2
n ∶ 1
图 5.28 理想变压器
5.5.1 理想变压器的变压作用图 5.29所示为一铁芯变压器的示意图 。 N1,N2分别为初,次级线圈 1和 2的匝数 。 由于铁芯的导磁率很高,一般可认为磁通全部集中在铁芯中,并与全部线匝交链 。 若铁图 5.29铁芯变压器 芯磁通为 Φ,则根据电磁感应定律,有
n
N
N
u
u
dt
d
Nu
dt
d
Nu
2
1
2
1
22
11
所以得理想变压器的变压关系式为
＋
－
u
1
N
1
N
2
i
2
＋
－
u
2
i
1
图 5.29 铁芯变压器
(5— 23)
式中 n称为变比,它等于初级线圈与次级线圈的匝数比,是一个常数。
5.5.2 理想变压器的变流作用考虑理想变压器是 L1,L2无穷大,且 L1/L2为常数,k=1的无损耗互感线圈,则由互感线圈模型如图 5.30所示,
2
.
2
.
21
.
.
2
.
1
.
1
UILjIMj
UIMjILj
(5— 24)
(5— 25)
因为 k=1,即 21LLM?,则
2
.
2
.
21
.
21
1
.
2
.
211
.
1
UILjILLj
UILLjILj
(5— 26)
(5— 27)
由式 (5—27)得
2
..
121
.
11
1
2 )( UILLjILj
L
L
nL
L
I
I
I
L
L
Lj
U
I
n
L
L
U
U
1
1
2
2
.
1
.
2
.
1
2
1
.
1
1
.
2
1
.
2
.
1
将式 (5—26)与上式联立求得由式 (5—26)可得由于 L1→∞,因而式 (5— 29)为理想变压器的变流关系式。
理想变压器可以看成是一种极限情况下的互感线圈,这一抽象,使元件性质发生了质的变化 。 理想变压器不是动态元件,它既不储能,也不耗能,仅起到一个变换参数的作用 。 它吸收的瞬时功率恒等于零 。 即
(5— 29)
(5— 28)
此外,在进行变压、变流关系计算时,要根据理想变压器符号中的同名端来确定变压、变流关系式中的正、负号。原则是,
（ 1） 两端口电压的极性对同名端一致的,则关系式中冠正号,否
（ 2） 两端口电流的方向对同名端相反的,则关系式中冠正号,否则冠负号 。
根据上述原则,图 5.31所示理想变压器的初级与次级间的电压,
电流的关系为
0)1( 22222211 iuinnuiuiup
＋
－
＋
－
I
2
．
U
2
．
I
1
．
U
1
．
n ∶ 1
图 5.31 理想变压器
2
.
1
.
.
2
.
1
1 I
n
I
UnU
5.5.3 理想变压器的阻抗变换如图 5.32（ a） 所示为理想变压器电路,若在次级接一负载 ZL,那么负载电压,这时从初级看进去的输入阻抗为
2.2,IZU L
Li Zn
I
Un
I
n
Un
I
UZ 2
.
2
2
2
.
2
.
2
.
1
.
1
1
(5— 30)
由式 (5—30)可知,图 5.32（ a） 所示含理想变压器电路初级等效电路如图 5.32（ b） 所示 。
＋
－
＋
－
I
2
．
U
2
．
I
1
．
U
1
．
Z
L
n ∶ 1
( a )
n 2 Z
L
( b )
＋
－
I
1
．
U
1
．
图 5.32 理想变压器变换阻抗的作用例 5.7 电路如图 5.33（ a） 所示 。 如果要使 100Ω电阻能获得最大功率,试确定理想变压器的变比 n。
解 已知负载 R=100Ω,故次级对初级的折合阻抗
ZL=n2× 100Ω
电路可等效为图 5.33（ b） 所示 。 由最大功率传输条件可知,当
n2× 100等于电压源的串联电阻 （ 或电源内阻 ） 时,负载可获得最大功率 。 所以
n2× 100=900
变比 n为
n=3
n ∶ 1
( a )
＋
－
U
1
．
＋
－
U
S
．
900?
＋
－
U
2
．
100?
( b )
＋
－
U
1
．
＋
－
U
S
．
900?
n 2 × 1 0 0
图 5.33 例 5.7图作业,P175页
5.13
5.14
小 结
(1)由于一个线圈的电流变化而在另一个线圈中产生感应电压的现象称为互感现象 。 关联参考方向下,互感磁链与产生互感磁链的电流的比值,称为互感系数 。 即
2
12
1
21
iiM
为了表征互感线圈耦合的紧密程度,定义耦合系数
21 LL
Mk? (0≤k≤1)
k=1时,称全耦合 ;k=0时,称无耦合。
(2)互感线圈中自感磁通和互感磁通相助,电流流入的端钮称为同名端 。 在互感电路中,线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和,即式中各项的正、负号与端钮的电压、电流参考方向及同名端的位置有关。
(3)互感线圈串联的等效电感
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
4
221
fs LLM
MLLL
顺向串联时为,+2M”,反向串联时为,― 2M”。 互感
MLL
MLLL
221
2
21
互感线圈并联的等效电感同侧并联时,2M项前取,―,,异侧并联时,2M项前取,+”。
用无互感的电路去等效代替有互感的电路称为互感消去法 。
(4)空心变压器 （ 即线性变压器 ） 是利用磁耦合的一种器件 。 对于含空心变压器的电路,可利用反射阻抗的概念,通过作初,次级等效电路的方法进行分析 。
(5)理想变压器是在耦合电感基础上,加进无耗,全耦合,参数无穷大 3个理想条件而抽象出的一类多端元件 。 它的初,次级电压,电流关系为
2
1
21
1 i
n
i
nuu
式中各项的正,负号与端钮电压,电流的参考方向和同名端的位置有关 。
理想变压器具有 3个重要特性,变压,变流,变阻抗 。
5.1 互感及互感电压
5.2 互感线圈的同名端
5.3 互感线圈的连接及等效电路
5.4 空心变压器
5.5 理想变压器
小结
5.1 互感及互感电压
1,互感现象及互感原理图 5.1(a)所示为两个相邻放置的线圈 1和 2，它们的匝数分别为
N1和 N2。自感磁链与自感磁通、互感磁链与互感磁通之间有如下关系：
2122112112
2222211111
,
,
NN
NN
(5— 1)
仿照自感系数定义，我们定义互感系数为 1 2
i
1
N
1
N
2
21? 11
( a )
1 2
i
2
N
1
N
2
22? 12
( b )
图 5.1 两个线圈的互感互感的大小反映一个线圈的电流在另一个线圈中产生磁链的能力 。 互感的单位与自感相同,也是亨利 (H)。
2,偶合系数 K
只有部分磁通相互交链
1
21
21
2
12
12
i
M
i
M
(5— 2)
可以证明
MMM 2112 (5— 3)
2211
1221
21
LL
Mk (5— 4)
耦合系数 k总是小于 1的 。 k值的大小取决于两个线圈的相对位置及磁介质的性质 。 如果两个线圈紧密地缠绕在一起,如图
5.2(a)所示,则 k值就接近于 1,即两线圈全耦合；若两线圈相距较远,或线圈的轴线相互垂直放置,如图 5.2(b)所示,则 k值就很小,
甚至可能接近于零,即两线圈无耦合 。
( a ) ( b )
图 5.2 耦合系数 k与线圈相对位置的关系
3,互感 电压如果选择互感电压的参考方向与互感磁通的参考方向符合右手螺旋法则，则根据电磁感应定律，结合式 (5—2)，有
dt
di
M
dt
d
u
dt
di
M
dt
d
u
212
12
121
21
(5— 5)
当线圈中的电流为正弦交流时，如
2
.
2
.
12
.
1
.
1
.
21
.
212
1121
2211
)
2
s i n (
)
2
s i n (c os
s i n,s i n
IjXIMjU
IjXIMjU
tMIu
tMItMI
dt
di
Mu
tIitIi
M
M
m
mm
mm
则
(5— 6)
作业,P156页 （ 4）
P172页 5.1
5.2 互感线圈的同名端 1 2
i
1
u
21
21 11
( a )
＋ －
A B C D
1 2
i
1
u
21
21
11
( b )
＋－
A B C D
图 5.3 互感电压的方向与线圈绕向的关系为了表示线圈的相对绕向以确定互感电压的极性，常采用标记同名端的方法。
5.2.1同名端的标记原则及测定
1,同各端的标记原则互感线圈的同名端是这样规定的：如果两个互感线圈的电流
i1和 i2所产生的磁通是相互增强的,那么,两电流同时流入 (或流出 )的端钮就是同名端；如果磁通相互削弱,则两电流同时流入 (或流出 )的端钮就是异名端 。 同名端用标记,·”,,*” 或,△,标出,
另一端则无须再标 。 根据上述标记原则可以判断出图 5.3所示两组耦合线圈的同名端 。
图 5.4中标出了几种不同相对位置和绕向的互感线圈的同名端。
同名端只取决于两线圈的实际绕向和相对位置 。
A
( a )
B
*
C D
*
1
2
3
4
*
5
6
*
( b )
图 5.4 几种互感线圈的同名端同名端总是成对出现的,如是有两个以上的线圈彼此间都存在磁耦合时,同名端应一对一对地加以标记,每一对须用不同的符号标出,如图 5.4(b)所示 。
2,同名端的测定对于难以知道实际绕向的两线圈,可以采用实验的方法来测定同名端 。 ＋
－
R
S
U
S A
i
L
1
C
L
2
DB
m V
＋
－
图 5.5 测定同名端的实验电路
5.2.2同名端的应用同名端确定后,互感电压的极性就可以由电流对同名端的方向来确定,即互感电压的极性与产生它的变化电流的参考方向对同名端是一致的 。 i 1
u
12
＋
－
i
2
M
( a )
A
B
C
D
i
1
u
12
＋
－
i
2
M
( b )
A
B
C
D
图 5.6 图 5.3的互感线圈的电路符号在互感电路中，线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和，
即
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
1`1
(5— 7)
例 5.1 写出图 5.7(a),(b)所示互感线圈端电压 u1和 u2的表达式 。
1
.
2
.
22
.
2
.
1
.
11
.
IMjILjU
IMjILjU
(5— 8)
i
1
u
1
＋
－
L
1
u
2
＋
－
L
2
i
2
M
( a )
i
1
u
1
＋
－
L
1
u
2
＋
－
L
2
i
2
M
( b )
图 5.7 例 5.1电路图解 对于图 (a),有
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
例 5.2 在图 5.8(a)所示电路中,已知两线圈的互感 M=1H,电流源 i1(t)的波形如图 5.8(b)所示,试求开路电压 uCD的波形 。
对于图 (b),同样可得
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
i
1
( t ) L
1
L
2
M
( a )
A
B D
C
i
1
/A
( b )
t / s210
10
u
C D
/ V
( c )
t / s210
10
10－
图 5.8 例 5.2图解 由于 L2线圈开路,其电流为零,因而 L2上自感电压为零,
L2上仅有电流 i1产生的互感电压 。 根据 i1的参考方向和同名端位置,
则有
dt
diMu
CD 1?由图 5.8(b)可知：
0≤t≤1s时,i1 =10 tA,则
1≤t≤2s时,i1=(–10t+20)A
t≥2s时,i1=0,则开路电压 uCD的波形如图 5.8(c)所示 。
Vdt tdMu CD 10)10(
VdttdMu CD 10)2010(
0?CDu 作业,P160页 （ 4）
P172页 5.2
5.3 互感线圈的连接及等效电路
5.3.1互感线圈的串联两个具有互感的线圈串联时有两种接法 —— 顺向串联和反向串联。
1.
图 5.11(a)所示电路为互感线圈的顺向串联,即异名端相连 。
在图示电压,电流参考方向下,根据 KVL可得线圈两端的总电
i
M
( a )
＋ －u
1
＋ －u
2
＋ －
u
L
1
L
2
i
M
( b )
＋ －u
1
＋ －u
2
＋ －
u
L
1
L
2
图 5.11 互感线圈的串联称为顺向串联的等效电感 。 故图 5.11(a)所示电路可以用一个等效电感 Ls来替代 。
2,互感线圈的反向串联图 5.11(b)所示电路为互感线圈的反向串联,即同名端相连 。
串联电路的总电压为
MLLL
ILjIMLLj
IMjILjIMjILjUUU
S
S
2
)2(
21
..
21
..
2
..
12
.
1
..
(5— 9) 式中
..
21
..
2
..
12
.
1
..
)2( ILjIMLLj
IMjILjIMjILjUUU
f
MLLL S 221
其中 Lf称为反向串联的等效电感 。 即
(5— 10)
比较式 (5—9)和式 (5—10),可以看出 Ls>Lf,ωLs>ωLf,当外加相同正弦电压时,顺向串联时的电流小于反向串联时的电流 。
根据 Ls和 Lf可以求出两线圈的互感 M为
4
fs LLM
(5— 11)
例 5.3 将两个线圈串联接到 50Hz,60V的正弦电源上,顺向串联时的电流为 2A,功率为 96W,反向串联时的电流为 2.4A,求互感 M。
解 顺向串联时,可用等效电阻 R=R1+R2和等效电感
Ls=L1+L2+2M相串联的电路模型来表示 。 根据已知条件,得
1824)
2
60
()(
24
2
96
2222
22
R
I
U
L
I
P
R
s
s
s
0 5 7.0502 18?sL
反向串联时,线圈电阻不变,由已知条件可求出反向串联时的等效电感
m
LL
M
L
R
I
U
L
fs
f
f
f
75.8
4
022.0057.0
4
022.0
502
7
724)
4.2
60
()(
2222
所以得
5.3.2互感线圈的并联互感线圈的并联也有两种接法,一种是两个线圈的同名端相连,称为同侧并联,如图 5.12(a)所示；另一种是两个线圈的异名端相连,称为异侧并联,如图 5.12(b)所示 。 当两线圈同侧并联时,
在图 5.12(a)所示的电压,电流参考方向下,由 KVL有
2
.
1
..
1
.
2
.
2
.
2
.
1
.
1
.
III
IMjILjU
IMjILjU
＋
－
L
2
M
( a )
I
2
．
L
1
I
1
．
U
．
I
．
＋
－
L
2
M
( b )
I
2
．
L
1
I
1
．
U
．
I
．
图 5.12 互感线圈的并联根据上述电压,电流关系,按照等效的概念,图 5.12(a)所示具有互感的电路就可以用图 5.13(a)所示无互感的电路来等效,这种处理互感电路的方法称为互感消去法 。 图 5.13(a)称为图 5.12(a)
的去耦等效电路 。 由图 5.13(a)可以直接求出两个互感线圈同侧并联时的等效电感为由电流方程可得,将其分别代入电压方程中，则有
2
..
1
.
1
..
2
.,IIIIII
.
2
.
22
..
2
.
2
.
.
1
.
11
..
1
.
1
.
)()(
)()(
IMjIMLjIIMjILjU
IMjIMLjIIMjILjU
(5— 12)
MLL
MLLL
2
2
同理可以推出互感线圈异侧并联的等效电感为
(5— 13)
MLL
MLLL
2
2
＋
－
( a )
U
．
I
．
L
1
－ M L
2
－ M
M
I
1
．
I
2
．
＋
－
( b )
U
．
I
．
L
1
＋ M L
2
＋ M
－
I
1
．
I
2
．
M
其异侧并联的去耦等效电路如图 5.13(b)
图 5.13 并联互感线圈的去耦等效电路互感消去法不但可以用于互感并联电路,也可以对两个互感线圈只有一端相连的电路进行互感消去 。 具有互感的两个线圈仅一端相连时,同样有同名端相连和异名端相连两种连接方式,如图 5.14(a),(b)所示 。
1
M
( a )
L
1
L
2
2
3
I
1
．
I
2
．
1
M
( b )
L
1
L
2
2
3
I
2
．
I
1
．
1
( c )
L
1
－ M
2
3
I
1
．
M
L
2
－ M
I
2
．
1
( d )
L
1
＋ M
2
3
I
2
．
－
L
2
＋ M
M
图 5.14 一端相连的互感线圈及去耦等效电路图 5.14(a)为同名端相连的情况，在图示参考方向下，可列出其端钮间的电压方程为
1
.
2
.
2
.
23
2
.
1
.
113
.
IMjILjU
IMjILjU
(5— 14)
由式 (5—15)可得如图 5.14(c)所示的去耦等效电路 。
同理，两互感线圈异名端相连可等效为如图 5.14(d)所示的去耦等效电路。
例 5.4 在图 5.15所示的互感电路中,ab端加 10V的正弦电压,
已知电路的参数为 R1=R2=3Ω,ωL1=ωL2=4Ω,ωM=2Ω。 求
cd端的开路电压 。
解 当 cd端开路时,线圈 2中无电流,因此,在线圈 1中没有互感电压 。 以 ab端电压为参考,电压利用电流 的关系式可将式 (5— 14)变换为2.1.,III
.
2
.
223
.
.
1
.
113
.
)(
)(
IMjIMLjU
IMjIMLjU
(5— 15)
VU oab 0/10,?
A
jLjR
U
I
o
o
ab
1.53/2
43
0/10
1
.
1
.
由于线圈 2中没有电流,因而 L2上无自感电压 。 但 L1上有电流,因此线圈 2中有互感电压,根据电流对同名端的方向可知,
cd端的电压
a
I
1
．
＋
R
2
c
b d
－
U
ab
．
L
2
L
1
R
1
M
U
cd
．
＋
－
图 5.15 例 5.4图
V
jUIMjU
oo
o
abcd
3.10/4.13109.36/4
101.53/2
.
1
..
例 5.5 图 5.16(a)所示具有互感的正弦电路中,已知 XL1=10Ω,
XL2=20Ω,XC=5Ω,耦合线圈互感抗 XM=10Ω,电源电压 S=20/0°
V,RL=30Ω,求电流?2。
M
( a )
L
1
L
2
I
1
．
C
I
2
．
R
L
＋
－
U
S
．
( b )
L
1
＋ MI
1
．
C
I
2
．
R
L
＋
－
U
S
,－ M
L
2
＋ M
( c )
I
1
．
I
2
．
30?
＋
－
U
S
．
－ j 1 0?
j 2 0? j 3 0?
－ j 5?
图 5.16 例 5.5图解 利用互感消去法,得去耦等效电路如图 5.16(b)所示,其相量模型如图 5.16(c)所示 。 利用阻抗串,并联等效变换,求得电流作业,P（ 172— 173）页
5.3 5.4 5.5 5.6
o
S
I
jjj
jj
I
j
j
jjj
jjj
j
U
I
45/2
)3030()510(
510
1
24
)3030()510(
)3030()510(
20
1
.
2
.
.
1
.
应用阻抗并联分流关系求得电流
5.4 空心变压器
1,初次级回路电压方程及其电流变压器，这种变压器的电磁特性是线性的。
图 5.21为空心变压器的电路模型。根据图示电压、电流的参考方向以及标注的同名端，可列出初、次级回路的 KVL方程如下：
A
L
1
C
L
2
M
B D
R
1
R
2
Z
L
= R
L
＋ j X
L
＋
－
U
1
．
I
1
．
I
2
．
图 5.21 空心变压器电路
0)(
)(
2
.
221
.
1
.
2
.
1
.
11
IjXRLjRIMj
UIMjILjR
LL
令 Z11 =R１ + jωL1,为初级回路自阻抗；
Z22=R2+jωL2+RL+jXL=R22+jX22，为次级回路自阻抗。 ZM=jωM=jXM，
为初、次级回路间的互阻抗。则有
02
.
221
.
.
12
.
1
.
11
IZIjX
UIjXIZ
M
M
(5 — 17)
(5— 16)
由式 (5—17)可得
22
1
.
2
.
Z
IMjI (5— 18)
将式 (5— 18)代入式 (5 — 16)中得
'
111
.
1
22
2
11
.
1
1
.
)( ZZ
U
Z
MZ
U
I
(5— 19)
2,反射阻抗、反射电阻、反射电抗
'
1
'
1
2222
2
22
2
'
1
)()( jXR
jXR
M
Z
MZ
(5— 20)
Z1′称为次级回路在初级回路中的反射阻抗。整理式 (5 — 20)
可得
2
222
22
2
22
2
'
1
2
222
22
2
22
2
'
1
)(
)(
X
XR
M
X
R
XR
M
R
(5— 21)
(5— 22)
式中,R1′,X1′
由式 (5—21)知,R1′>0恒成立 。 可以证明,R1′吸收的有功功率等于次级回路的有功功率 。 反射电阻的功率 PR1′=I21R1′,由式
(5—18)可得次级电流的有效值为
3,初次级等效电路利用反射阻抗的概念,根据式 (5—18),(5—19)可以得到空心变压器的初,次级等效电路,如图 5.22所示 。 注意图中 jXM?1的极性要根据初级电流参考方向和同名端的位置来确定 。
2
22
2
22
1
2 XR
MII
次级回路的功率为
'1
'
1
2
1
2
1222
22
2
22
2
2
2
222
)()(
RL PRIIRXR
MRRIP
Z
11
＋
－
U
1
．
I
1
．
Z
1
′ Z
22
＋
－
I
1
．
I
2
．
j X
M
图 5.22 空心变压器初、次级等效电路例 5.6 空心变压器电路如图 5.23（ a） 所示,已知 L1=0.6H,
R1=10Ω,L2=0.4H,R2=10Ω,M=0.4H,
RL=30Ω,电压源电压 u1=100 sin100tV。
（ 1） 用初,次级等效电路求电流?1和?2;
（ 2） 用代文宁定理求?2。
解 （ 1） 根据已知参数得初,次级回路的自阻抗为
2
4040
4.010 0)3010()(
60106.010 010
2222
1111
j
jLjRRZ
jjLjRZ
L?
反射阻抗 Z1′为
202045/2204040 )4.01 0 0()( 2
22
2'
1 jjZ
MZ o?
作初级等效电路如图 5.23（ b） 所示 。 由图 （ b） 得
L
1
L
2
MR
1
R
2
R
L
＋
－
U
1
．
I
1
．
I
2
．
( a )
Z
11
Z
1
′
＋
－
U
1
．
I
1
．
( b )
Z
22
＋
－
I
1
．
I
2
．
( c )
j? M
图 5.23 例 5.6图
oo
o
jjZZ
UI 1.53/2
1.53/50
0/1 0 0
20206010
1 0 0
'
111
.
11
.
作初级等效电路如图 5.23（ b） 所示 。 由图 （ b） 得
o
o
oo
j
j
Z
IMj
I
1.8/4 1 4.1
45/240
9.36/80
4040
1.53/24.01 0 0
22
1
.
2
,?
（ 2） 用代文宁定理求解 。 先求 RL开路时的电压,如图 5.24
（ a） 所示 。 因?2=0,故
.
ocU
V
jj
jIMjU
jLjR
U
Z
U
I
oo
oc
o
6010
90/400 0
6010
0/100
4.0100
6010
0/100
10
..
11
.
1
11
.
1
10
.
再在图 5.24（ b） 所示的电路中求 C,D两点间的输入阻抗 Zi2。
利用反射阻抗的概念,将原来的次级当做初级,原来的初级当做次级,
参照式 (5—20)得初级回路对次级回路的反射阻抗为
6010
1 0 0 07 0 0
6010
1 6 0 0
4010
6010
1 6 0 0
6010
)4.01 0 0()(
'
222
'
2
'
222
2
11
2
'
2
j
j
j
j
ZLjRZZZ
jjZ
M
Z
i
则注意,Z?22是不包括负载电阻 RL在内的次级回路自阻抗 。
L
1
L
2
MR 1 R 2
＋
－
U
1
．
I
10
．
( a )
C
D
＋
－
U
oc
．
L
1
L
2
MR 1 R 2
( b )
C
D
Z
i2
R
L
Z
i2
＋
－
U
oc
．
( c )
I
2
．
C
D
图 5.24 例 5.6电路图这样就得到图 5.24（ c） 所示的代文宁等效电路,接上 RL可求次级电流?2为
o
o
o
o
o
Li
oc
j
j
j
j
RZ
U
I
1.8/4 1 4.1
1.98/4.2 8 2 8
90/4 0 0 0
2 8 0 04 0 0
90/4 0 0 0
30
6010
1 0 0 07 0 0
6010
90/4 0 0 0
2
.
2
.
作业,P174页 5.9 5.10
5.5 理想变压器理想变压器是一种特殊的无损耗,全耦合变压器 。 它作为实际变压 器的理想化模型,是对互感元件的一种理想化抽象,它满足以下三个条件,
（ 1） 耦合系数 k=1,即无漏磁通 。
（ 2） 自感系数 L1,L2无穷大且 L1/L2等于常数 。
（ 3） 无损耗,即不消耗能量,也不储存能量 。
＋
－
u
2
＋
－
u
1
i
1
i
2
n ∶ 1
图 5.28 理想变压器
5.5.1 理想变压器的变压作用图 5.29所示为一铁芯变压器的示意图 。 N1,N2分别为初,次级线圈 1和 2的匝数 。 由于铁芯的导磁率很高,一般可认为磁通全部集中在铁芯中,并与全部线匝交链 。 若铁图 5.29铁芯变压器 芯磁通为 Φ,则根据电磁感应定律,有
n
N
N
u
u
dt
d
Nu
dt
d
Nu
2
1
2
1
22
11
所以得理想变压器的变压关系式为
＋
－
u
1
N
1
N
2
i
2
＋
－
u
2
i
1
图 5.29 铁芯变压器
(5— 23)
式中 n称为变比,它等于初级线圈与次级线圈的匝数比,是一个常数。
5.5.2 理想变压器的变流作用考虑理想变压器是 L1,L2无穷大,且 L1/L2为常数,k=1的无损耗互感线圈,则由互感线圈模型如图 5.30所示,
2
.
2
.
21
.
.
2
.
1
.
1
UILjIMj
UIMjILj
(5— 24)
(5— 25)
因为 k=1,即 21LLM?,则
2
.
2
.
21
.
21
1
.
2
.
211
.
1
UILjILLj
UILLjILj
(5— 26)
(5— 27)
由式 (5—27)得
2
..
121
.
11
1
2 )( UILLjILj
L
L
nL
L
I
I
I
L
L
Lj
U
I
n
L
L
U
U
1
1
2
2
.
1
.
2
.
1
2
1
.
1
1
.
2
1
.
2
.
1
将式 (5—26)与上式联立求得由式 (5—26)可得由于 L1→∞,因而式 (5— 29)为理想变压器的变流关系式。
理想变压器可以看成是一种极限情况下的互感线圈,这一抽象,使元件性质发生了质的变化 。 理想变压器不是动态元件,它既不储能,也不耗能,仅起到一个变换参数的作用 。 它吸收的瞬时功率恒等于零 。 即
(5— 29)
(5— 28)
此外,在进行变压、变流关系计算时,要根据理想变压器符号中的同名端来确定变压、变流关系式中的正、负号。原则是,
（ 1） 两端口电压的极性对同名端一致的,则关系式中冠正号,否
（ 2） 两端口电流的方向对同名端相反的,则关系式中冠正号,否则冠负号 。
根据上述原则,图 5.31所示理想变压器的初级与次级间的电压,
电流的关系为
0)1( 22222211 iuinnuiuiup
＋
－
＋
－
I
2
．
U
2
．
I
1
．
U
1
．
n ∶ 1
图 5.31 理想变压器
2
.
1
.
.
2
.
1
1 I
n
I
UnU
5.5.3 理想变压器的阻抗变换如图 5.32（ a） 所示为理想变压器电路,若在次级接一负载 ZL,那么负载电压,这时从初级看进去的输入阻抗为
2.2,IZU L
Li Zn
I
Un
I
n
Un
I
UZ 2
.
2
2
2
.
2
.
2
.
1
.
1
1
(5— 30)
由式 (5—30)可知,图 5.32（ a） 所示含理想变压器电路初级等效电路如图 5.32（ b） 所示 。
＋
－
＋
－
I
2
．
U
2
．
I
1
．
U
1
．
Z
L
n ∶ 1
( a )
n 2 Z
L
( b )
＋
－
I
1
．
U
1
．
图 5.32 理想变压器变换阻抗的作用例 5.7 电路如图 5.33（ a） 所示 。 如果要使 100Ω电阻能获得最大功率,试确定理想变压器的变比 n。
解 已知负载 R=100Ω,故次级对初级的折合阻抗
ZL=n2× 100Ω
电路可等效为图 5.33（ b） 所示 。 由最大功率传输条件可知,当
n2× 100等于电压源的串联电阻 （ 或电源内阻 ） 时,负载可获得最大功率 。 所以
n2× 100=900
变比 n为
n=3
n ∶ 1
( a )
＋
－
U
1
．
＋
－
U
S
．
900?
＋
－
U
2
．
100?
( b )
＋
－
U
1
．
＋
－
U
S
．
900?
n 2 × 1 0 0
图 5.33 例 5.7图作业,P175页
5.13
5.14
小 结
(1)由于一个线圈的电流变化而在另一个线圈中产生感应电压的现象称为互感现象 。 关联参考方向下,互感磁链与产生互感磁链的电流的比值,称为互感系数 。 即
2
12
1
21
iiM
为了表征互感线圈耦合的紧密程度,定义耦合系数
21 LL
Mk? (0≤k≤1)
k=1时,称全耦合 ;k=0时,称无耦合。
(2)互感线圈中自感磁通和互感磁通相助,电流流入的端钮称为同名端 。 在互感电路中,线圈端电压是自感电压与互感电压的代数和,即式中各项的正、负号与端钮的电压、电流参考方向及同名端的位置有关。
(3)互感线圈串联的等效电感
dt
di
M
dt
di
Lu
dt
di
M
dt
di
Lu
12
22
21
11
4
221
fs LLM
MLLL
顺向串联时为,+2M”,反向串联时为,― 2M”。 互感
MLL
MLLL
221
2
21
互感线圈并联的等效电感同侧并联时,2M项前取,―,,异侧并联时,2M项前取,+”。
用无互感的电路去等效代替有互感的电路称为互感消去法 。
(4)空心变压器 （ 即线性变压器 ） 是利用磁耦合的一种器件 。 对于含空心变压器的电路,可利用反射阻抗的概念,通过作初,次级等效电路的方法进行分析 。
(5)理想变压器是在耦合电感基础上,加进无耗,全耦合,参数无穷大 3个理想条件而抽象出的一类多端元件 。 它的初,次级电压,电流关系为
2
1
21
1 i
n
i
nuu
式中各项的正,负号与端钮电压,电流的参考方向和同名端的位置有关 。
理想变压器具有 3个重要特性,变压,变流,变阻抗 。
