电路习题10

(1)去耦等效是对耦合电感端子以外的电压、电流、功率的等效;

(2)其等效电感参数不但与两耦合线圈的自感系数L1,L2和互感系数M有关,而且与同名端的位置有关。如耦合电感串联去耦等效分顺接(两串接线圈异名端相联),有Leq?L1?L2?2M和反接(两串接线圈同名端相联),有Leq?L1?L2?2M两种情况,耦合电感的T型去耦等效分同名端同侧联接(如题10-5(b),(c)图)和异侧联接(如题10-5(a),(d)图)两种情况。

10-6 求图示电路的输入阻抗Z(??1rads)。

题10-6图

解:题10-6图示电路的原边等效电路和去耦等效电路如题解10-6图所示。

题解10-6图

(1)题解10-6图(a)所示的原边等效电路中,Z22?1?j2?,故输入阻抗为 Z?j?L1?(?M)Z222?j?11?j2?(0.2?j0.6)?

(2)由题解10-6图(b)所示的去耦等效电路,可得

Z??j1?(j2)//(j5?j10.2)??j1?

(3)题解10-6图(c)所示的串联去耦等效电路中,等效电感为:Leq?2?3?4?1H,且??

10-7 图示电路中R1?R2?1?,?L1?3?,?L2?2?,?M?2?,U1?100V。求:(1)开关s打开和闭合时的电流I?1;(2)S闭合时各部分的复功率。

1LeqC?1rads,故此电路处于并联谐振状态,则输入阻抗为Z??。

题10-7图

??100?0?V,解:本题可用去耦等效电路计算。等效电路如题解10-7图所示,设U1则

题解10-7图

(1)开关S打开时

I?1??U1R1?R2?j?(L1?L2?M)100?02?j9? ??1009.22?88.47??

?10.85??77.47A开关S闭合时

I?1??U1R1?j?(L1?M)?[R2?j?(L2?M)]//(?j?M)100?0?

?

1?j5?(1?j4)//(?j2)?43.85??37.88 A?(2)开关S闭合时电源发出的复功率为

?I???100?43.85?37.88??4385?37.88? VA S?U11??0,则线圈1上的电压U??U?,故 因此时,线圈2被短路,其上的电压ULL121线圈2吸收的复功率为:SL?0

2线圈1吸收的复功率为:SL?S?4385?37.88? VA

1

10-8 把两个线圈串联起来接到50Hz,220V的正弦电源上,顺接时得电流I?2.7A,吸收的功率为218.7W;反接时电流为7A。求互感M。

解:按题意知:Us?220V,??2?f?314rads,则当两个线圈顺接时,等效电感为:L1?L2?2M等效电阻为 R?PI2?218.72.72?30?

USI2则总阻抗为 R2??2(L1?L2?2M)2?故 ?(L1?L2?2M)?(2202.7)?302?2202.7

?75.758 (1)

而当两个线圈反接时,等效电感为:L1?L2?2M 。 则总阻抗为 R2??2(L1?L2?2M)2? 故 ?(L1?L2?2M)?(22072UsI?2207

)?302?9.368 (2)

用式(1)减去(2)可求得: M?75.758?9.3684??52.86mH

本题给出了一种测量计算两线圈互感系数的方法。

10-9 电路如图所示,已知两个线圈的参数为:R1?R2?100?,L1?3H,

L2?10H,M?5H,正弦电源的电压U?220V,??100rads。

(1)试求两个线圈端电压,并作出电路的相量图;

(2)证明两个耦合电感反接串联时不可能有L1?L2?2M?0; (3)电路中串联多大的电容可使电路发生串联谐振; (4)画出该电路的去耦等效电路。

题10-9图

解:图示电路中的两个耦合线圈为反接串联,所以其等效电感为:

Leq?L1?L2?2M?3H。

??220?0?V,故电流I?为 令U I???UR1?R2?j?Leq?220?0?200?j300?0.61??56.31

??和U?的参考方向如图所示,则 (1)两个线圈端电压U12??[R?j?(L?M)]I??(100?j200)?0.61??56.31? U111 ?136.4??119.74?V

??[R?j?(L?M)]I??(100?j500)?0.61??56.31? U222 ?311.04?22.38?V 电路相量图如题解10-9图(a)所示。

题解10-9图

(2)只要证明两个耦合电感反接串联时,有L1?L2?2M?0即可。证明如下 因为 (L1?L2)2?0,故L1?L2?2L1L2?0 即 L1?L2?2L1L2 又根据耦合因数k?ML1L2?1,即M?L1L2

所以 L1?L2?2M,或L1?L2?2M?0 (3)因为串联谐振的条件是:?Leq?11100?321?C?0,即?2?1LeqC

所以 C??Leq2??33.33?F

(4)该电路两个耦合线圈是反接串联,所以去耦等效电路如图(b)所示。

10-10 把10-9中的两个线圈改为同侧并联接至相同的电源上。

(1)此时要用两个功率表分别测量两个线圈的功率,试画出它们的接线图,求出功率表的读数,并作必要的解释,画出电路的相量图;(2)求电路的等效阻抗。

解:(1)按题意,可画出题解10-10图(a)所示的电路接线图。功率表的读数即为每个线圈所吸收的有功功率P。

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4