磁耦合电路

1. 电磁耦合原理及公式

磁铁和电流都能够产生磁场，电流的磁场是由电荷的运动形成的，那么磁铁的磁场是如何产生的呢？法国学者安培根据环形电流的磁性与磁铁相似，提出了著名的分子电流的假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为一个微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起。安培的假说，能够解释各种磁现象。一根软铁棒，在未被磁化的时候，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性。当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，软铁棒就被磁化了，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极。磁体受到高温或者受到猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械运动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱了。在安培所处的时代，人们对原子结构还毫无所知，因而，对物质微粒内部为什么会有电流是不清楚的。直到20世纪初期，人类了解了原子内部的结构，才知道分子电流是由原子内部的电子的运动形成的。安培的磁性起源的假说，揭示了磁现象的电本质。它使我们认识到，磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
但是仅凭“电荷运动产生磁场”还不足以说明以下三个问题：1.运动电荷周围的磁场为何其磁力线方向符合右手螺旋法则而不是左手螺旋法则？2.通电直导线周围有环形磁场，为何磁力线方向也符合右手螺旋法则而不是左手螺旋法则？3.原子磁矩如何确定N极和S极？唯一的解释只能是“电荷运动时自旋”，自旋产生磁场，磁力线方向与自旋方向有关。“电荷运动时自旋”这一判断虽然是来自于推理，但能够解释一切电磁现象，下面一一讲述：

一、电生磁
电荷静止时不自旋，只产生电场，不产生磁场。
电荷运动时自旋，并在周围产生环形磁场。正电荷运动时的自旋方向和磁场方向为：右手半握，拇指伸开，拇指指向正电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向，磁力线方向与自旋方向相同。负电荷运动时的自旋方向和磁场方向为：左手半握，拇指伸开，拇指指向负电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向。磁力线方向与自旋方向相反。
通有直流电流的直导线中，电子排着队向前运动，因电子自旋的作用，导线周围有环形磁场。电子自旋方向和磁场方向为：左手半握，拇指伸开，拇指指向负电荷前进方向，其余四指就指向自旋方向，磁力线方向与自旋方向相反。
若将通有直流电流的直导线弯曲成圆形，则环形磁场闭合，对外表现为磁矩。电流方向和磁极方向的关系符合右手螺旋法则：右手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电流方向，则拇指指向N极方向。
电子绕原子核运动，可视为通有直流电流的圆形导线，对外表现为原子磁矩。电子运动方向和磁极方向的关系符合左手螺旋法则：左手半握，拇指伸开，除拇指外的四指指向电子运动方向，则拇指指向N极方向。

二、电作用于磁
电场产生磁场，然后吸引或排斥其他磁场，例如通电直导线可使旁边的小磁针偏转、电磁铁的应用、电动机的应用。

三、磁作用于电
通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。原因如下：设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，通电导线平放在纸面上，方向正南正北，电流方向为北方。我们可以这样理解均匀磁场的磁力线：在纸面上，在通电导线的西侧有一个通直流电的长直导线，方向正南正北，电流方向为北方，它产生的环形磁场，一半在纸面上，另一半在纸面下，则在通电导线的位置磁力线是垂直向下的，且在其附近的分布近似均匀。通电导线本身也产生环形磁场，磁力线符合右手螺旋法则，它与长直导线的磁场相互吸引，故通电导线的受力方向为正西，与电流方向（正北）成90度。
当通电导线跟磁场方向平行时，磁场对导线的作用力为零。原因同上，只是通电导线与假想的长直导线不再平行，而是成90度夹角，故相互作用力为零。
如果通电导线跟磁场方向既不垂直也不平行而成任一角度，磁场对电流有作用力，但作用力比互相垂直的情形要小。
带电粒子在磁场中静止时不受磁场力。原因如下：带电粒子在磁场中静止时不自旋，无环形磁场。
带电粒子在磁场中运动时，若速度垂直于磁力线方向，则粒子做匀速圆周运动，磁场力是向心力。带正电粒子在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、运动方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向带正电粒子的运动方向，那么，拇指所指的方向，就是带电粒子在磁场中的受力方向。原因如下：设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，带正电的粒子在纸面上向北运动，我们可以认为在纸面上，在带电粒子的西侧有一个通直流电的长直导线，方向正南正北，电流方向为北方，它产生的环形磁场，一半在纸面上，另一半在纸面下，则在带电粒子的位置磁力线是垂直向下的，且在其附近的分布近似均匀。带正电的粒子的运动也产生环形磁场，磁力线符合右手螺旋法则，它与长直导线的磁场相互吸引，故粒子受力方向为正西，与前进方向（正北）成90度。
若带电粒子速度平行于磁力线时，粒子不受磁场力。原因同上，只是带电粒子产生的环形磁场的磁力线与所在磁场的磁力线相互垂直，故不受力。
磁场中的通电线圈会发生偏转。原因是磁场与通电线圈的磁矩相互作用。

四、磁生电
导体的两端接在电流表的两个接线柱上，组成闭合电路，当导体在磁场中向左或向右运动，切割磁力线时，电流表的指针就发生偏转，表明电路中产生了电流．这样产生的电流叫感应电流。我们知道，穿过某一面积的磁力线条数，叫做穿过这个面积的磁通量。当导体向左或向右做切割磁力线的运动时，闭合电路所包围的面积发生变化，因而穿过这个面积的磁通量也发生了变化。导体中产生感应电流的原因，可以归结为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。可见，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。感应电流的方向：导体向左或向右运动时，电流表指针的偏转方向不同，这表明感应电流的方向跟导体运动的方向有关系。如果保持导体运动的方向不变，而把两个磁极对调过来，即改变磁力线的方向，可以看到，感应电流的方向也改变。可见，感应电流的方向跟导体运动的方向和磁力线的方向都有关系．感应电流的方向可以用右手定则来判定：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。
感应电流究竟是如何产生的呢？设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面，导体平放在纸面上，方向正南正北，移动方向为西方。（用右手定则判感应电流方向为南方）。当导体向西移动时，可视为导体中的电荷也向西移动，而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电荷的运动方向（西方），那么，拇指所指的方向（南方），就是电荷在磁场中的受力方向。所以电流方向应是南方。
把线圈的两端接在电流表上，组成闭合电路．当向线圈中插入或拔出磁铁时，电流表的指针偏转，表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时，穿过线圈的磁通量增大，从线圈中拔出磁铁时，穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化，因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因，真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

总结：“电荷运动时自旋”这一判断虽然是来自于推理，但确实能够解释一切电磁现象，暂时还算是站的住脚的，下一步就是接受实践的检验了。另外我认为产生磁场的真正原因，确切地说不是电荷的运动，而是电荷的旋转。使带静电荷的物体高速旋转，肯定可以观测到磁场的产生。

2. 磁耦合的详细原理是什么

满意答案ゞ灬罒卌除┈8级2009-08-10你是指磁耦合共振供电的原理吗? 追问： 不确定这是什么样的耦合方式，所以想问问。应该没达到共振的效果。 回答： 耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象；概括的说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的一个量度。分为以下几种： 非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。 数据耦合：一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的。 标记耦合 ：一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。其实传递的是这个数据结构的地址； 控制耦合：如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。 外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。 公共耦合：若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。 内容耦合：如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合 (1) 一个模块直接访问另一个模块的内部数据； (2) 一个模块不通过正常入口转到另一模块内部； (3) 两个模块有一部分程序代码重叠(只可能出现在汇编语言中)； (4) 一个模块有多个入口。 耦合强度，依赖于以下几个因素： （1）一个模块对另一个模块的调用； （2）一个模块向另一个模块传递的数据量； （3）一个模块施加到另一个模块的控制的多少； （4）模块之间接口的复杂程度。 耦合按从强到弱的顺序可分为以下几种类型： （1）内容耦合。当一个模块直接修改或操作另一个模块的数据,或者直接转入另一个模块时，就发生了内容耦合。此时，被修改的模块完全依赖于修改它的模块。这是最高程度的耦合，也是最差的耦合。 （2）公共耦合。两个以上的模块共同引用一个全局数据项就称为公共耦合。 （3）控制耦合。一个模块在界面上传递一个信号（如开关值、标志量等）控制另一个模块，接收信号的模块的动作根据信号值进行调整，称为控制耦合。 （4）标记耦合。模块间通过参数传递复杂的内部数据结构，称为标记耦合。此数据结构的变化将使相关的模块发生变化。 （5）数据耦合。模块间通过参数传递基本类型的数据，称为数据耦合。 （6）非直接耦合。模块间没有信息传递时，属于非直接耦合。 如果模块间必须存在耦合，就尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共耦合的范围，坚决避免使用内容耦合。

3. 耦合电路的几种耦合电路

一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。
级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。
多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。
直接耦合
直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
直接耦合方式的缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象。
直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。
阻容耦合方式
阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。
直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。
交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。
阻容耦合电路的缺点：首先，不适合传送缓慢变化的信号，当缓慢变化的信号通过电容时，将严重被衰减，由于电容有“隔直”作用，因此直流成分的变化不能通过电容。更重要的是，由于集成电路工艺很难制造大容量的电容，因此，阻容耦合方式在集成放大电路中无法采用。
变压器耦合
变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上，称为变压器耦合。
如右图所示为变压器耦合共射放大电路。
电路缺点：它的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且非常笨重，不能集成化。
电路优点是可以实现阻抗变换，因而在分立元件功率放大电路中得到广泛应用。变压器耦合电路的前后级靠磁路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互独立。
光电耦合器
光电耦合器：是实现光电耦合的基本器件，它将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起
工作原理：发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。
传输比CTR：在c-e之间电压一定的情况下，iC的变化量与iD的变化量之比称为传输比CTR，即
CTR的数值只有0.1~1.5。

4. 电路耦合方式

这个还是可以起，串和并联的，这个意思的吧

5. 磁耦合共振与磁耦合谐振有什么区别

一、定义不同

磁耦合共振其实就是感应耦合，指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。

磁耦合谐振无线电能传输（Wireless Power Transfer，WPT）是通过发射器将电能转化为其它形式的中继能量，如电磁场能、激光、微波及机械波等，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现电能无线传输。

二、原理不同

磁耦合共振是通过空心变压器原理实现无线电能传输；

磁耦合谐振是通过强磁耦合谐振原理实现无线电能传输。

三、耗能不同

2010年1月，海尔在第四十三届国际消费类电子产品展览会(CES展)上推出全球首台"无尾电视"，其中使用了麻省理工学院发明的无线输电技术，利用“磁耦合共振”原理实现无线供电，而“磁耦合共振”原理耗能大，效率低。

2015年，磁耦合谐振式无线电能传输，因其传输距离远、效率高、功率大，潜在的实用价值高，近年来受到各国学者和爱好者关注。

6. 磁场共振式、磁耦合谐振式和电磁感应式有什么区别

一、核磁共振式

磁共振是通过线圈耦合能量，电能的传输是通过电磁线圈产生的电流来实现的。无线充电的关键设备是功率发射器和功率接收器，即感应线圈，包括大电流FPC线圈和精密金属线圈。FPC具有良好的一致性和灵活性，而精密线圈具有优越的电气性能和简单的设计特点。符合WPC标准的功率变送器设备的线圈具有50%占空比谐振半桥功能。电力接收器的关键电路用于接收电源的初级线圈，不受调节电路的调节，特别负责身份认证和供电所需的所有通信。然而，由于所需线圈直径较大，两端频率要求相同，因此在技术上仍然难以防止相同频率电磁波的干扰。

7. 什么是耦合电路。还有耦合电路与变压器有什么区别

呵呵
耦，古文通抄藕，为了区别袭科学术语与生活用语，用了耦。
藕断丝连知道吧，就是即便部件分开了，他们之间也有关联，信号也能通过去，这就是耦合。
耦合是电路中的元件或部件的一种功能，只要能传递信号的元件（部件），都可以叫耦合元件（部件），变压器，电容、电感、电阻、光耦，等等。都是耦合元件（部件）。
区别是他们的主要作用，比如变压器，做电源变压器时，因主要作用是变压，所以我们通常叫它变压器，而不叫它能量耦合器。相反，做高中低频信号传递时，就叫它信号耦合器，不叫变压器了（也有叫中频变压器、耦合变压器、高频变压器，等等）。

8. 耦合电路中怎么判断同名端

按右手螺旋法则所规定的互感电压的正极性参考方向与产生它的电流的参考方向和两个线圈的绕向有关系。但实际的线圈往往是密封的，无法看到具体绕向；并且在电路图中绘出线圈的方向也很不方便。

为此引入同名端(dotted terminals)的概念。采用同名端标记方法。对两个有耦合的线圈各取一个端子，并用相同的符号标记，如“”或“*”。当两个电流分别从两个线圈的对应端子同时流入时，若产生的磁通相互增强，则这两个对应端子称为两互感线圈的同名端。

(8)磁耦合电路扩展阅读：

同名端的联系：

耦合线圈中的磁通链与施感电流成线性关系，是各施感电流独立产生的磁通链叠加的效果。M前的正负号说明磁耦合中，互感作用的两种可能性。正号表示互感磁通链与自感磁通链方向一致，称为互感的“增助”作用。

负号则相反，表示互感的“削弱”作用。为了便于反映“增助”或“削弱”作用和简化图形表示，采用同名端标记方法。对两个有耦合的线圈名取一个端子，并用相同的符号标记，如小圆点或“*”号等。这一对端子称为“同名端”。

若规定：一次线圈首端标为L1，末端为L2。二次线圈首端标为K1，末端为K2。接线图中，L1和K1、L2和K2均称为同名端。当一对施感电流I1和I2从同名端流进(或流出)各自的线圈时，互感起增助作用。

如果电流I1从端子L1进，而电流I2从端子K2出，则互感将起增强作用。引入同名端的概念后，两个耦合线圈可以用带有同名端标记的电感L和K来表示。两个有耦合的线圈的同名端可以根据它们的绕向和相对位置判别，也可以通过实验方法来确定。

参考资料来源：网络-同名端

9. 电磁耦合器的工作原理是什么

电磁耦合器的工作原理是在电机转动时，铜转子的铜环上在切割永磁体的磁力线时产生感应涡电流，而感应涡电流的磁场与永磁体的磁场之间的作用力实现了电机与工作机之间的扭矩传递。可以在一定范围内调整气隙，达到所需的扭矩传递和速度传递要求。

由四个部件组成：

1、永磁转子：镶有永磁体(强力稀土磁铁)的铝盘，与负载轴连接。

2、导磁转子：导磁体盘(铜或铝)， 与电机轴连接。

3、气隙执行机构：调整磁盘与导磁盘之间气隙的机构。

4、转轴连接壳与紧缩盘：以紧缩盘装置与电机及负载轴连结。

应用永磁材料或电磁铁所产生的磁力作用，来实现力或转矩(功 率)无接触传递。

(9)磁耦合电路扩展阅读

电磁耦合器与变频器相比，独特优点，稳定性和可比性比变频高，在大功率情况下尤其突出；在负载时，要求中，高速运转，功率大于50KW的工况下代替变频器优势明显；在恶劣的 工作坏境的适应能力和免维护的性能，是变频器所不具备的。

与变频器相比，能消除电机的谐波干扰，提高电机的工作效率；在电压降低,变频器可能无法工作，但该设备不受影响；低转速时，变频器降低电机转速，同时降低散热风扇的效率，可能造成电机过热，该设备则不会出现此问题。

变频器因为谐波干扰问题，该设备则无此问题；与变频器相比，能消除电机与负载之间的震动传递；与变频器相比，维护和保养费用低；与变频器相比，能有效延长传动系统各主要部件（如轴承，密封等）寿命。

允许最大5mm的轴对心偏差。变频器对环境温度比较苛刻（运行温度必须在-10°-40°之间，最高温度为50°如果超过40°就会工作不稳定）