什么是磁性元器件的同名端和異名端，其本質(zhì)是什么？

引言：基礎(chǔ)但重要，理解磁性元器件的同名端和異名端的本質(zhì)含義。

首先要明確一點(diǎn)，所謂同名端和異名端的定義，研究對(duì)象一定是針對(duì)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的線(xiàn)圈而言的，因?yàn)檫@個(gè)涉及到的本質(zhì)問(wèn)題是線(xiàn)圈的磁耦合，既然是耦合，當(dāng)然是相互的兩者或者是兩者以上產(chǎn)生的關(guān)系。對(duì)于磁場(chǎng)耦合的介質(zhì)可以是具體的磁性材料也可以是空氣。

1、磁棒繞線(xiàn)法分析

常見(jiàn)的封閉磁芯，想象把磁芯展開(kāi)，就得到磁棒，將涉及到的所有線(xiàn)圈按照實(shí)際繞線(xiàn)排布在磁棒上，然后標(biāo)定電流方向，隨之利用右手螺旋定則判斷并畫(huà)出穿梭在磁芯中的磁力線(xiàn)—這就是磁棒繞線(xiàn)分析法。

2、同名端和異名端的由來(lái)

為了使得這個(gè)問(wèn)題直觀明了，我們采用磁棒繞線(xiàn)法分析問(wèn)題，如下圖是在一根磁棒上繞制兩個(gè)線(xiàn)圈，電流i1和i2分別從如下圖的兩個(gè)線(xiàn)圈N1和N2的繞線(xiàn)端流入，利用"右手螺旋定則"可判定兩個(gè)線(xiàn)圈的磁通在磁棒中如圖中"藍(lán)色"和"紅色"表示的路徑方向，這里我們并沒(méi)有考慮感應(yīng)磁場(chǎng)的問(wèn)題，只是為了說(shuō)明何為同名端。

（1）同名端：即"源電流或外供電源電流"從不同線(xiàn)圈流入的結(jié)果總是起到加強(qiáng)源磁場(chǎng)的作用，正如下圖"藍(lán)色箭頭"和"紅色箭頭"磁感線(xiàn)方向是同方向，磁場(chǎng)或磁通密度是得到增強(qiáng)的；

若從物理結(jié)構(gòu)或下圖我們也可以得出，同名端，也就是在同一個(gè)磁介質(zhì)上繞線(xiàn)方向總是相同的—同進(jìn)或同出，同樣可以把圖中線(xiàn)圈右端定義為同名端，這個(gè)要靈活理解。

1. 再引出異名端，如下圖，還是利用繞線(xiàn)磁棒法，當(dāng)i1電流從線(xiàn)圈N1流入，i2從線(xiàn)圈N2流入時(shí)，利用"右手螺旋定則"，i1產(chǎn)生的磁通方向如圖中"紅色箭頭方向"，i2產(chǎn)生的磁通方向如圖中"藍(lán)色箭頭方向"，這兩個(gè)磁通方向是相反的，因此源磁場(chǎng)或源磁通密度是被相互削弱的，因此異名端的實(shí)質(zhì)是，"源電流或外供電源電流"產(chǎn)生的源磁場(chǎng)在同一系統(tǒng)中是被削弱的，從物理結(jié)構(gòu)或下圖來(lái)看，異名端是在同一介質(zhì)上繞線(xiàn)方向總是相反的。

綜上所述：利用磁棒繞線(xiàn)分析法，同名端是源磁場(chǎng)相互增強(qiáng)的電流流入線(xiàn)圈端口，異名端是源磁場(chǎng)被削弱的電流流入線(xiàn)圈端口。

1. 典型的磁耦合磁性元器件—變壓器

變壓器是電能通過(guò)“電—磁—電”轉(zhuǎn)化進(jìn)行傳輸，其本質(zhì)不通過(guò)能量存儲(chǔ)來(lái)傳遞能量，對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)它只是起到能量傳輸?shù)淖饔?，?shí)際中原邊存在勵(lì)磁電感，所以會(huì)存儲(chǔ)勵(lì)磁能量，勵(lì)磁能量和負(fù)載沒(méi)有關(guān)系，它只是變壓器建立傳遞能量的一個(gè)基礎(chǔ)條件，即在原邊產(chǎn)生激磁磁通，通過(guò)磁芯傳遞到副邊線(xiàn)圈（磁傳遞—磁耦合），最終原邊和副邊建立基礎(chǔ)的電壓關(guān)系，因此除了勵(lì)磁能量，由負(fù)載因素產(chǎn)生的磁場(chǎng)在原邊和副邊線(xiàn)圈中是時(shí)刻相互抵消的。

變壓器同名端，如下圖，是一個(gè)變壓器，線(xiàn)圈繞在同一個(gè)閉合的磁芯上，當(dāng)電流從兩個(gè)端子流入時(shí)，磁通方向均為順時(shí)針，所以這兩個(gè)端子1和4"互為同名端"。

注：變壓器磁芯打開(kāi)后，變?yōu)榇虐?，就可以用磁棒分析?/p>

實(shí)際當(dāng)中，變壓器總是有一個(gè)"源端—能量輸入"和"負(fù)載端—能量消耗"，這樣才能保持磁平衡，不至于出現(xiàn)無(wú)限度的飽和問(wèn)題。

所以如果把Np當(dāng)做源端線(xiàn)圈，電流從1腳流入和2腳流出以及與外圍電路形成回路，那么電流一定是從負(fù)載端線(xiàn)圈Ns的4腳流出與負(fù)載形成回路。

所以，變壓器同名端兩端電位保持同極性，如下圖所示，關(guān)于同極性，我們也可以通過(guò)楞次定理去判斷，同名端記憶更加簡(jiǎn)單一些，但本質(zhì)還是磁力線(xiàn)表現(xiàn)的性質(zhì)。

圖中Ip是輸入電流，Is是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流，是負(fù)載決定的電流，Ip和Is總是通過(guò)安匝（i*N）抵消的，所以磁場(chǎng)也是抵消的，工作過(guò)程一直保持平衡。電流從原邊同名端流入，則在副邊電流從同名端流出。

綜上，判斷同名端，我們首先得從磁場(chǎng)角度明確它的本質(zhì)（利用好“右手螺旋定則”），從物理結(jié)構(gòu)看繞線(xiàn)方式，這樣我們對(duì)理解變壓器的同名端就很容易了。

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