耦合电感元件及其特性

【磁耦合】两个或两个以上的载流线圈在空间上彼此靠近，其磁场互相影响的现象称为磁耦合。

【耦合电感元件】描述耦合电感线圈的电路元件，描述其磁场及磁场之间的相互影响。

1、耦合电感元件的互感

【线性耦合电感元件的特性方程】 图10-1-1所示相互耦合的线圈：当线圈1通有电流时，产生磁通与线圈1交链，的一部分还与线圈2交链；线圈2通有电流时，产生磁通与线圈2交链，的一部分还与线圈1交链。因此，两线圈的磁通

两线圈的磁通链

当耦合线圈是线性系统时，磁通链和产生该磁通链的电流构成线性关系，因此线性耦合电感元件的特性方程为

（线性耦合电感元件的特性方程）

【自感系数】 ，分别为耦合电感元件线圈1和线圈2的自感系数，简称自感，当线圈电流与自感磁通链的方向符合右手螺旋定则时，为正数。单位为H。

【互感系数】互感系数定义为互感磁链与产生它的电流之比，即

;

可以证明，为正数，单位为H。

【耦合系数】耦合系数，用来反映两线圈耦合的松紧程度。

2、同名端

【磁场加强型耦合】在图10-1-1电流参考方向与线圈相对绕向下，两线圈的磁场是相互加强的，称为“加强型”，特性方程为：

【磁场削弱型耦合】改变线圈2的电流参考方向如图10-1-2所示，则两线圈的磁场相互削弱，特性方程为：

图10-1-2 互感磁通链削弱自感磁通链的情况

同样改变线圈2的绕向，两线圈的磁场也将变为互相削弱，因此，特性方程的形式与电流参考方向、线圈相对绕向有关。

【同名端】为了标明线圈的相对绕向，在两线圈上用“”或“”各标出一个端子，称为同名端，当线圈同时流入同名端时，两线圈为“磁场加强型”。

【耦合电感元件的电路符号】耦合电感元件在电路中用标有同名端和参数、、M的电路符号表示，如图10-1-3所示。

3、耦合电感元件的电压—电流关系（VCR）

若耦合电感元件两线圈的电压、电流均采用关联的参考方向，则根据电磁感应定律，图10-1-3（a）电压—电流的时域方程为：

改变同名端，如图10-1-3（b）所示，VCR为：

正弦稳态下，伏安关系为：