原创 变压器与同名端判断

载流线圈之间通过彼此的磁场相互联系的物理现象称为磁耦合。根据两个线圈的绕向、施感电流的参考方向和两线圈的相对位置，按右螺旋法则确定施感电流产生的磁通方向和彼此交链的情况，如图：线圈L中电流穿越自身所产生的磁通链为Q11，即自感磁通链；Q11中的一部分或者全部交链线圈K时产生的磁通链为Q21，即互感磁通链；同样线圈K中的电流产生的自感磁通链为Q22和互感磁通链Q12，这就是彼此的耦合情况。耦合线圈中的磁通链等于自感磁通链和互感磁通链两部分的代数和，则线圈L和K中的磁通链分别为：
　　Q1=Q11+/-Q12 Q2=Q22+/-Q2　....................................................(1)
　　当周围空间是各向同性的线性磁介质时，每一种磁通链都与产生它的施感电流成正比即自感磁通链
　　Q11=i1*L Q22=i2*K .....................................................(2)
　　互感磁通链：
　　Q12=M12*K Q21=M21*L .....................................................(3)
　　上式中M12和M21称为互感系数，简称互感。互感用符号M表示，单位为H，M一般为正值。可以证明M12＝M21，所以当只有两线圈（电感）有耦合时，可以略去M的下标，即可令M＝M12＝M21。
　　所以（1）又可以写成：
　　Q1＝L*i1+/-M*i2 Q2=K*i2+/-M*i1
　　上式表明，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，则互感将起削弱作用。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。

变压器绕组的极性指的是变压器原副边绕组的感应电势之间的相位关系。如图1—1所示：1、2为原边绕组，3、4为副边，它们的绕向相同，在同一交变磁通的作用下，两绕组中同时产生感应电势，在任何时刻两绕组同时具有相同电势极性的两个断头互为同名端。1、3互为同名端，2、4互为同名端；1、4互为异名端。




         变压器同名端的判断方法较多，分别叙述如下：
一、交流电压法。一单相变压器原副边绕组连线如图1—2，在它的原边加适当的交流电压，分别用电压表测出原副边的电压U1、U2，以及1、3之间的电压U3。如果U3＝U1+U2,则相连的线头2、4为异名端，1、4为同名端，2、3也是同名端。如果U3＝U1－U2,则相连的线头2、4为同名端，1、4为异名端，1、3也是同名端。
二、直流法（又叫干电池法）。干电池一节，万用表一块接成如图1－3所示。将万用表档位打在直流电压低档位，如5V以下或者直流电流的低档位（如5mA），当接通S的瞬间，表针正向偏转，则万用表的正极、电池的正极所接的为同名端；如果表针反向偏转，则万用表的正极、电池的负极所接的为同名端。注意断开S时，表针会摆向另一方向；S不可长时接通。



     图1-3 干电池法测同名端
         三、测电笔法。为了提高感应电势，使氖管发光，可将电池接在匝数较少的绕组上，测电笔接在匝数较多的绕组上，按下按钮突然松开，在匝数较多的绕组中会产生非常高的感应电势，使氖管发光。注意观察那端发光，发光的那一端为感应电势的负极。此时与电池正极相连的以及与氖管发光那端相连的为同名端。



         图1-4测电笔法测变压器同名端   

简单的讲，绕制两个以上的线圈时，如果绕制第一个线圈开始，这个线头叫首端，绕好后剩的这个线头叫尾端，那么，绕第二个线圈时也按绕第一个线圈的方向绕，则第一个线圈的首端和第二个线圈的这个线头就头时同名端，和第二个线圈的尾就属异名端。