详细介绍变压器线圈的同名端和异名端

相信大家肯定在电路图上有见过变压器的电气符号,常会发现变压器符号上带有一个像眼睛的小黑点。这是表示什么呢?下面就跟大家分享一下这个小黑点的相关知识。

变压器线圈上的标注的这个小黑点,其实是表示是同名端的意思。所谓同名端和异名端的定义,一定是对两个或者两个以上的线圈而言的,因为这个涉及到的本质问题是线圈的磁耦合,既然是耦合,当然是两者或者是两者以上产生的关系。对于磁场耦合的介质可以是具体的磁性材料也可以是空气。

一、同名端和异名端的定义

同名端,是互感线圈之间的电流或电动势相位判别的依据。同名端具体指的是:当两个互感线圈通入电流,所产生的磁通方向相同时,两个线圈的电流流入端称为同名端(又称同极性端),反之为异名端。

如下图的两个线圈,左边线圈的电流是从1端流入,右边线圈的电流是从3端流入,两线圈产生的磁通方向是一致的(相助),则1端和3端为同名端,2端和4端为同名端,1端和4端为异名端,2端和3端为异名端。

另外,如果在同一铁芯下,线圈的绕向是一致的,则相应端为同名端。

二、如何判断线圈同名端?

2.1万用表判断

可以用万用表和一个电池进行判别,将次级线圈接上万用表,选择直流电压档。然后将初级线圈的一端接到电池负极,另一端接触一下电池正极,同时观察万用表测得电压的极性。

如上图中,初级线圈接触电池时,次级产生的感应电压的正极是红表笔所接的端口,所以电池正极所接的端口与万用表红表笔所接的端口是同名端。

2.2磁棒绕线法:

为了使得这个问题明了,我们采用磁棒绕线法分析问题,如下图是在一根磁棒上绕制两个线圈,电流i1和i2分别从两个线圈的绕线端流入,利用右手螺旋定则两个线圈的磁通在磁棒中如图中蓝色和红色表示的路径方向,这里我们并没有考虑感应磁场的问题,只是为了说明,何为同名端;

(1)同名端:即源电流或外供电源电流从不同线圈流入的结果总是起到加强源磁场的作用,正如下图蓝色箭头和红色箭头磁感线方向是同方向,磁场或磁通密度是得到增强的;

从物理结构或下图我们也可以得出,同名端,也就是在同一个磁介质上绕线方向总相同的。

(2)再引出异名端,如下图,还是利用绕线磁棒法,当i1电流从线圈1流入,i2从线圈2流入时,利用右手螺旋定则,i1产生的磁通方向如图中红色箭头方向,i2产生的磁通方向如图中蓝色箭头方向,这两个磁通方向是相反的,因此源磁场或源磁通密度是被相互削弱的,因此异名端的实质是,源电流或外供电源电流产生的源磁场在同一系统中是被削弱的,从物理结构或下图来看,异名端是在同一介质上绕线方向总是相反的。

综上所述:利用磁棒绕线分析法,同名端是源磁场相互增强的电流流入线圈端,异名端是源磁场被削弱的电流流入线圈端。

(3)典型的磁耦合器——变压器

变压器是电能通过电—磁—电转化进行传输,本质是不进行能量存储的,而是起到能量传输的作用,既然不存储能量,那么除了励磁能量,负载能量磁场是时刻相互抵消的。

变压器同名端,如下图,是一个变压器,线圈绕在同一个闭合的磁芯上,当电流从两个端子流入时,磁通方向均为顺时针,所以这两个端子1和4互为同名端。

实际当中,变压器总是有一个源端——能量输入和负载端——能量消耗,这样才能保持磁平衡,不至于出现无限度的饱和问题。

所以如果把线圈1当作源端线圈,电流从1脚流入和2脚以及外围电路形成回路,那么电流一定是从负载端线圈4脚流出与负载形成回路。

所以,变压器同名端两端电位保持同极性,如下图所示

图中i1是输入电流,i2是感应电动势产生的电流,是负载决定的电流,i2和i2总是通过安匝(i*N)抵消的,所以磁场也是抵消的,工作过程一直保持平衡。




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