耦合电感的概念

2015-5-29 08:10| 编辑:电工学习网| 查看: 9733| 评论: 0

图1

图1是两个相距很近的线圈（电感），当线圈1中通入电流 i1时，在线圈1中就会产生自感磁通Φ11，而其中一部分磁通Φ21 ，它不仅穿过线圈1，同时也穿过线圈2，且Φ21≤Φ11。同样，若在线圈2中通入电流 i2，它产生的自感磁通Φ22，中也有一部分磁通Φ12不仅穿过线圈2，同时也穿过线圈1，其且Φ12 ≤Φ22 。

像这种一个线圈的磁通与另一个线圈相交链的现象，称为磁耦合，即互感。Φ21 和Φ12 称为耦合磁通或互感磁通。
假定穿过线圈每一匝的磁通都相等，则交链线圈1的自感磁链与互感磁链分别为ψ11 =N1Φ11，ψ12=N1Φ12；交链线圈2的自感磁链与互感磁链分别为ψ22=N2Φ22，ψ21=N2Φ21
类似于自感系数的定义，互感系数的定义为：

上面一式表明线圈1对线圈2的互感系数M21，等于穿越线圈2的互感磁链与激发该磁链的线圈1中的电流之比。二式表明线圈2对线圈1的互感系数M12，等于穿越线圈1的互感磁链与激发该磁链的线圈2中的电流之比。可以证明。M21=M12=M我们以后不再加下标，一律用M表示两线圈的互感系数，简称互感。互感的单位与自感相同，也是亨利（H）。因为Φ21≤Φ11 ，Φ12≤Φ22 ，所以可以得出两线圈的互感系数小于等于两线圈自感系数的几何平均值，即M≤√L₁L₂上式仅说明互感M比√L₁L₂小（或相等），但并不能说明M比√L₁L₂小到什么程度。为此，工程上常用耦合系数K来表示两线圈的耦合松紧程度，其定义为M=K√L₁L₂则

可知，0≤K≤1，K值越大，说明两个线圈之间耦合越紧，当K=1时，称全耦合，当K=0时，说明两线圈没有耦合。耦合系数K的大小与两线圈的结构、相互位置以及周围磁介质有关。

如图2(a)所示的两线圈绕在一起，其K值可能接近1。相反，如图2(b)所示，两线圈相互垂直，其K值可能近似于零。由此可见，改变或调整两线圈的相互位置，可以改变耦合系数K的大小。

图2

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