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从一个变压器负载耦合看“理想变压器”...

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楼主
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:33 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
变压器, 耦合, 理想变压器
“理想变压器”估计都知道，但是否理解了呢？

下面将结合一个“例子”，看看所谓“理想变压器”的局限性。

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戈卫东 2020-6-5 19:49 回复TA
简单问题被你弄得很复杂。 
戈卫东 2020-6-5 19:48 回复TA
确实。你没有理解“理想变压器”是什么东西。 

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沙发
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:35 | 只看该作者
之前，有网友问到一个BJT（共射）变压器负载耦合电路中集电极电压可否大于电源电压的问题，在此先给一图：



摘自：https://bbs.21ic.com/icview-2966990-1-1.html

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板凳
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:42 | 只看该作者
这应该是个极为基础的东西，对于学过《模拟电路》的人来说不该是个问题（当然对于刚涉及相关知识的初学者除外）。

既然有人提出这些问题，那么觉得还是有必要给个较为详细的说明。

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地板
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:45 | 只看该作者
这里先明确一个概念，那就是：

    变压器端电压就变压器而言，就是感应电动势，无论是自感还是互感。

所以在那个帖子内，答曰：

  
电感电动势与电源叠加后当然可以高于电源电压。

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5楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:48 | 只看该作者
如果对上述概念还不清楚的话，那么建议回头再从中学物理学起。

下面看看“理性变压器”



注意其关系定义。

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6楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:50 | 只看该作者
有了上述定义，那么先按“理想变压器”作原端等效，详见下图：



注意上述ic是不小于零的。

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7楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:53 | 只看该作者
上图对应于原图将电源端定为零电位，那么原图中的地在此就是-Vcc。

由上述等效显见，uc不可能大于零（对应于原图不可能大于电源电压）。显然，明显有悖于实际电路的情况。

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8楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:55 | 只看该作者
下面再给出忽略漏感的原端等效，且仅考虑直流偏置，详见下图：



注意上述uc和iL，这些都与RL'和L有关。

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ywfw30 打赏了 10.00 元 2020-06-05
理由：非常感谢。

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HWM 2020-6-5 16:47 回复TA
@ywfw30 ：确实会有相位差。 
ywfw30 2020-6-5 16:38 回复TA
获益匪浅。我想再问一句，按照模型的话，交流情况下，uc和集电极电流ic的变化是不是也有相位差，因为有了电感，所以说他们不是同时达到峰值？ 
9楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 11:58 | 只看该作者
上述内容涉及到了暂态以及最终趋于的稳态。

如果令L为无穷大，可见有限时间内根本看不出uc和iL的变化，意味着在你的有生之年是看不到这两个量有任何变化。那么最终还是那个所谓的“理性变压器”的原端等效，其结果同样是uc不可能大于零（对应于原图不可能大于电源电压）。

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10楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 12:00 | 只看该作者
实际变压器的励磁电感可以很大，但绝对不可能是无穷大，所以实际看到的电路最终将趋于稳态，即

    uc = 0
    iL = I0

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11楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 12:04 | 只看该作者
注意那个

    “IL = I0”

稳态下，考虑交流信号，若ic降低到0，会有IL致使uc大于零（对应于原图大于电源电压）。

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12楼
HWM|  楼主 | 2020-6-5 12:07 | 只看该作者
这个问题关键就在于电感电动势。变压器属于电感类，其当然存在着相关电动势。

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13楼
xukun977| | 2020-6-6 07:01 | 只看该作者

原本超级简单的小儿科问题~画个负载线就得了，变成了白富美去韩国整容的问题。

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14楼
aerwa| | 2020-6-6 10:11 | 只看该作者
本帖最后由 aerwa 于 2020-6-6 10:15 编辑

………

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15楼
冰封小肥牛| | 2020-6-6 16:12 | 只看该作者
xukun977 发表于 2020-6-6 07:01
原本超级简单的小儿科问题~画个负载线就得了，变成了白富美去韩国整容的问题。 ...

关键还有人打赏哦

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