变压器的同名端

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使用具有磁耦合的线圈时,往往需要注意同名端。那么,什么是同名端?同名端有哪些性质和用途?怎样判别同名端?下面就来谈谈这些问题。

一、什么是同名端

有些晶体管收音机的天线线圈分成两部分绕在磁棒的两端,然后串联起来,如图1所示。这两部分绕向相同的线圈的起端①和③叫同名端,用符号“*”或“·”标记,末端②和④也叫同名端。而端子①和④、②和③则为非同名端(异名端)。

图1
图1 🔍原图 (529×205)

二、同名端的性质

图2
图2 🔍原图 (547×415)

1.图2中具有磁耦合的两个线圈Ⅰ和Ⅱ,当电流i\(_{1}\)和i2分别从它们的同名端流入(或流出)时,根据右手螺旋定则可知,产生的磁通φ1和φ2的方向相同,磁通互相加强(图2a);如电流分别从异名端流入(或流出)时,产生的磁通方向相反,磁通互相削弱(图2b)。

图3
图3 🔍原图 (577×247)

2.图3中线圈Ⅰ和Ⅱ之间具有磁耦合,当电流i\(_{1}\)从线圈Ⅰ的①端流入,引起通过线圈的磁通变化时,在线圈Ⅰ和Ⅱ中将分别产生感应电动势e1、e\(_{2}\)和感应电流i1′、i\(_{2}\)′。根据楞次定律,感应电流产生的磁通总是力图削弱原来电流产生的磁通变化。因此,原来电流i1从①端流入,则感应电流i\(_{1}\)′将从①端流出,i2′将从③端流出。因为感应电动势对感应电流来说相当于电源,所以感应电动势e\(_{1}\)的极性是①端为正,②端为负,e2的极性是③端为正,④端为负。

变压器是由两个或两个以上的线圈(绕组)绕在铁磁材料的心子上构成的,各绕组之间具有磁耦合。当初级绕组接上电源后可以用来向次级绕组传输交流电能,并具有变换电压、电流和阻抗的作用。同样,变压器的各绕组也有同名端。由于画在电路图中的变压器,不能画出绕组的具体绕法,所以必须如图4所示用符号来标志同名端。

图4
图4 🔍原图 (549×304)

三、同名端的用途

下面举几个简单的例子说明同名端的用途。

1.图5中变压器次级两个绕组串联时,必须注意同名端。由于感应电动势在同名端处极性相同,因此串联时应将次级两个绕组的异名端相联,也就是同名端顺向串联。这样,次级感应电动势为e\(_{2}\)和e3相加,否则e\(_{2}\)和e3相减,如果次级两个绕组的匝数相等,e\(_{2}\)=e3,则次级感应电动势为零,就不能向负载传输电能。

2.在变压器反馈式振荡器中,也必须注意振荡线圈的同名端。在图6所示的振荡电路中,对交流来说,设晶体管的基极电压的瞬时极性为正,则LC谐振回路两端电压(即集电极电压)的瞬时极性为上负下正。由于感应电动势在同名端处极性相同,当振荡线圈的同名端如图所示时,则反馈线圈L\(_{1}\)两端的反馈电压的瞬时极性为下负上正。该反馈电压通过耦合电容C1加到晶体管的基极,与原设基极电压的瞬时极性相同,为正反馈,如果反馈电压足够大,即可产生振荡。如果线圈L或L\(_{1}\)的同名端不是图6所示那样,则反馈为负反馈,就不会产生振荡,这时应将L或L1的两个端子对调一下。

图5
图5 🔍原图 (492×357)

四、同名端的判别方法

如果变压器的绕组或具有磁耦合的线圈的具体绕法是知道的,则可以直接确定同名端,否则,可以用简单的方法来判别。

用一节干电池和一只直流微安表(或万用表的0.5mA档),将电池通过开关接到一个绕组,微安表接到另一个绕组,如图7所示。合上开关瞬间,如微安表的指针向正向偏转一下,则接电池正极和接微安表正端的端子为同名端,如指针反转,则为异名端。这是因为合上开关瞬间,电流从电池正极流入绕组,该绕组中感应电动势接电池正极的一端极性为正,微安表指针正偏说明另一绕组中感应电动势接微安表正端的一端极性为正。因为同名端处感应电动势的极性相同,故接电池正极和接微安表正端的端子是同名端。

图6
图6 🔍原图 (441×261)
图7
图7 🔍原图 (332×200)

如果是电源变压器还可以用另一种方法来判别:在初级绕组和次级绕组之间用导线短接(见图8),在初级接上220伏电源,再用电压表测①和③两端,如大于220伏,则①端与④端为同名端。反之,如小于220伏,则1和4端为异名端。(刘永健)