Имеется возможность избежать составления таких сложных уравнений, как в предыдущем подразделе. Для этого нужно произвести так называемую развязку электрической цепи, заменив схему с индуктивно связанными элементами эквивалентной схемой без индуктивных связей. Делается это по следующему правилу: если два элемента L1 и L2, имеющие взаимную индуктивность M, присоединены к узлу электрической цепи одноименными зажимами, то при переходе к эквивалентной схеме к этим элементам добавляется –M, а в третью, отходящую от узла, ветвь включается M (рис. 3.11, а). Если характер подключения катушек меняется, т.е. они присоединяются к узлу разноименными зажимами, то в эквивалентной схеме знак перед M меняется на противоположный (рис. 3.11, б).
Для доказательства приведенных утверждений необходимо в каждой паре схем произвольно указать направления токов (одинаковые для одной и той же ветви) и записать выражения напряжений ,
и
. Для обеих схем они оказываются одинаковыми, что подтверждает их эквивалентность.
Пример 3.5. Требуется произвести развязку схемы, изображенной на рис. 3.10.
Решение. Ограничимся рассмотрением только верхнего узла. Пусть катушки, присоединенные к нему, имеют следующие параметры:
После развязки схема приобретает вид, показанный на рис. 3.12.
Эквивалентные индуктивности ветвей определяем с использованием
сформулированного правила:
Знак минус перед последней индуктивностью говорит о том, что для физической реализации эквивалентной схемы в третью ветвь необходимо включить не катушку, а конденсатор, емкостное сопротивление которого равно индуктивному сопротивлению эквивалентной третьей ветви.
Пример 3.6. При какой частоте в цепи, представленной на рис. 3.13, а, наступит резонанс напряжений? Числовые значения параметров цепи:
Решение. Заменяем заданную схему эквивалентной без магнитной связи (рис. 3.13, б) и находим ее индуктивность:
Из условия резонанса напряжений (ωL=1/ωС ) определяем искомую частоту: