Получите недорогой доступ к TINACloud для редактирования примеров или создания собственных схем
Два индуктора или катушки, которые связаны электромагнитной индукцией, называются связанными индукторами. Когда переменный ток протекает через одну катушку, катушка создает магнитное поле, которое связано со второй катушкой и индуцирует напряжение в этой катушке. Явление индуктивности одного индуктора напряжения в другом индукторе известно как взаимная индуктивность
Связанные катушки могут использоваться в качестве базовой модели для трансформаторов, важной части систем распределения электроэнергии и электронных схем. Трансформаторы используются для изменения переменных напряжений, токов и сопротивлений, а также для изоляции одной части цепи от другой.
Для характеристики пары связанных индукторов требуются три параметра: два собственная индуктивность, L1 и я2, А взаимная индуктивность, L12 = M. Символ для связанных индукторов:
Цепи, которые содержат связанные катушки индуктивности, являются более сложными, чем другие схемы, потому что мы можем выражать напряжение катушек только через их токи. Следующие уравнения действительны для схемы выше с точками и опорными направлениями показано:
Вместо этого используйте импедансы:
Члены взаимной индуктивности могут иметь отрицательный знак, если точки имеют разные положения. Основное правило заключается в том, что индуцированное напряжение на связанной катушке имеет то же направление относительно ее точки, что и индуцирующий ток относительно своей собственной точки на связанной части.
Это Т - эквивалент схема
очень полезно при решении схемы со связанными катушками.
Написание уравнений вы можете легко проверить эквивалентность.
Давайте проиллюстрируем это на нескольких примерах.
Пример 1
Найти амплитуду и начальный фазовый угол тока.
vs (t) = 1cos (ш ×ТВ w= 1kHz
Уравнения: VS = Я1*j w L1 - Я * Дж w M
0 = Я * Дж w L2 - Я1*j w M
Отсюда: я1 = I * L2/ М; и
i (t) = 0.045473, потому что (ш ×т - 90°) А
ом: = 2 * пи * 1000;
Sys I1, я
1 = I1 * J * ом * 0.001-I * J * ом * 0.0005
0 = I * J * ом * 0.002-I1 * J * ом * 0.0005
конец;
абс (I) = [45.4728m]
radtodeg (дуга (I)) = [- 90]
импортировать математику как m, cmath как c, numpy как n
#Давайте упростим печать сложных
#numbers для большей прозрачности:
cp= лямбда Z : “{:.4f}”.format(Z)
ом=2000*c.pi
#У нас есть линейная система
# уравнений, которые
#мы хотим решить для I1, I:
#1=I1*j*om*0.001-I*j*om*0.0005
#0=I*j*om*0.002-I1*j*om*0.0005
#Запишите матрицу коэффициентов:
A=n.array([[1j*om*0.001,-1j*om*0.0005],
[-1j*om*0.0005,1j*om*0.002]])
#Запишите матрицу констант:
b=n.array([1,0])
I1,I= n.linalg.solve(A,b)
print("abs(I)="",cp(abs(I)))
print("фаза(I)=",n.grades(c.phase(I)))
Пример 2
Найти эквивалентное сопротивление двухполюсника при 2 МГц!
Сначала мы показываем решение, полученное путем решения петлевых уравнений. Мы предполагаем, что ток измерителя импеданса равен 1 А, так что напряжение измерителя равно импедансу. Вы можете увидеть решение в интерпретаторе TINA.
{Используйте уравнения цикла
L1: = 0.0001;
L2: = 0.00001;
М: = 0.00002;
ом: = 2 * пи * 2000000;
Sys Vs, J1, J2, J3
J1*(R1+j*om*L1)+J2*j*om*M-Vs=0
J1 + J3 = 1
J2*(R2+j*om*L2)+J1*om*j*M-J3*R2=0
J3*(R2+1/j/om/C)-J2*R2-Vs=0
конец;
Z: = Vs;
Z = [1.2996k-1.1423k * J]
импортировать математику как m
импортировать cmath как c
#Давайте упростим печать сложных
#numbers для большей прозрачности:
cp= лямбда Z : “{:.4f}”.format(Z)
#Использовать уравнения цикла
L1 = 0.0001
L2 = 0.00006
M = 0.00002
ом=4000000*c.pi
#У нас есть линейная система уравнений
#что мы хотим решить для Vs,J1,J2,J3:
#J1*(R1+j*om*L1)+J2*j*om*M-Vs=0
#J1+J3=1
#J2*(R2+j*om*L2)+J1*om*j*M-J3*R2=0
#J3*(R2+1/j/om/C)-J2*R2-Vs=0
импортировать numpy как n
#Запишите матрицу коэффициентов:
A=n.array([[-1,R1+1j*om*L1,1j*om*M,0],
[0,1,0,1],
[0,om*1j*M,R2+1j*om*L2,-R2],
[-1,0,-R2,R2+1/1j/om/C]])
#Запишите матрицу констант:
b=n.array([0,1,0,0])
Vs,J1,J2,J3=n.linalg.solve(A,b)
Z=Vs
print("Z=",cp(Z))
print("abs(Z)=",cp(abs(Z)))
Мы могли бы также решить эту проблему, используя T-эквивалент трансформатора в TINA:
Если бы мы хотели рассчитать эквивалентное сопротивление вручную, нам нужно было бы использовать преобразование звезды в дельта. Хотя здесь это возможно, в общем случае схемы могут быть очень сложными, и удобнее использовать уравнения для связанных катушек.