试证明下图(a)所示之u形差动变压器的输出特性为图(b)所示的V形特性。设一次线圈匝数N11=N12=N1,二次线圈匝数
试证明下图(a)所示之u形差动变压器的输出特性为图(b)所示的V形特性。设一次线圈匝数N11=N12=N1,二次线圈匝数N21=N22=N2,忽略铁损、漏磁及电感线圈的铜损,并设负载电阻为无穷大。
[证明]忽略铁损、漏磁及电感线圈的铜损时,由图(a)可得等效电路如下图所示。设衔铁位移的正方向为向上。当衔铁移动x之后,根据变气隙型电感的计算公式,得一次线圈的两个电感分别为
,
式中,S为铁心横截面积;μ0为真空磁导率,由于空气μr≈1,所以空气磁导率约等于μ0。
所以,通过一次线圈中的激励电流为
而两个铁心中的磁通分别为
,
式中,RM1、RM2为两个铁心的磁阻。
两个二次线圈与一次线圈之间的百感分别为
,
两个二次线圈中产生的感应电势则分别为
,所以输出电势为
由此可知,当衔铁在中间位置时,输出为零;而衔铁上移或下移相同量时,输出电势大小相等,只是存在180°的相移。故用交流电压表测量其输出特性时,仅能测出位移的大小,不能测出位移的方向,特性曲线如差动变压器与其输出特性图(b)所示,为V形特性,只有采用相敏检波等电路才能测出衔铁位移方向。