在变压器、互感器以及功率表等的原理接线图中,经常会在看到“﹡”或“•”符号,如下图1-1所示。这些符号不是别的,正是同名端的标志。那么,什么是同名端呢?
图1-1
如果大家再仔细一点就会发现,凡涉及到同名端的线圈,必是以两个或两个以上的形式出现,而线圈之间又存在互感现象,所以同名端其实和互感有关。
一、线圈的互感现象
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,对应线圈称为耦合电感。也就是说,耦合电感间必存在磁场的相互影响,若在一个线圈通以电流后产生的磁场随时间变化时,其耦合线圈中会产生感应电压,这就是互感现象。例如下图1-2所示的两个线圈绕在通过一个铁芯上,那么它们必定存在磁耦合。
图1-2
归功于互感现象,两个没有直接电联系的线圈间也能进行能量的传递。例如变压器,一次线圈与二次线圈之间没有电路的直接联系,而是通过铁芯中的磁场交链,以电能——磁场能——电能的形式进行功率传输。
如上文所述,一个线圈通以交变电流,另一个线圈中就会产生感应电压。一方面,施加交变电流的线圈会产生自感现象,该线圈本身会产生感应电压;另一方面,耦合线圈也会因互感现象产生感应电压。换言之,两个线圈都产生了感应电压,而电压存在正负极,那么问题来了,两个感应电压的正负极是否存在某种联系?
二、线圈的同名端
其实,两个互感线圈之间的感应电压正负极关系就是通过同名端来判断的。同名端又称同极性端,这里的极性,就是感应电压的极性。
所谓同名端,可以这样理解:当两个线圈都通电流,它们所产生的磁场方向相同时,两个线圈的电流流入端称为同名端。而同极性端的含义在于,该两个电流流入端的电压极性相同,同为正极或同为负极。
例如下图1-3所示,变压器铁芯中绕有两个线圈,它们在某一时刻的电流方向如箭头所示。根据右手螺旋定则,两个线圈产生的磁通沿铁芯流通,且方向相同,所以两个电流流入端就是同名端,用符号“•”加以标注。同理,另一对未被标记的接线端也是同名端,因为若在另一对端子上同时通入电流,两线圈产生的磁场方向也相同。
图1-3
同名端即同极性端,如下图1-4所示,两个同极性端的电压极性相同。其实,这个极性可以通过楞次定律自行判断。例如左边的线圈通以电流(原电流),右边的线圈不通电,在某一时刻,若电流在变大,那么铁芯中的磁场也在变大。根据楞次定律,两个线圈都会产生反向磁场,以阻碍原磁场的变大,这个反向磁场由两个线圈的感应电流产生(感应电流不是原电流)又根据右手螺旋定则,就可以得到两个线圈的感应电压极性,即感应电流流出端为感应电压的正极。
图1-4
另外,在电流互感器中,两个线圈是以减极性的方式接线的,因为只有这样,才能在一次电流(即电源线电流)从P1穿过时,二次电流通S1端流出,如下图1-5所示。一次电流从P1穿过,产生逆时针方向的磁场,为了阻碍原磁场的变化,二次线圈的感应电流会产生顺时针方向的磁场,即此时二次线圈的感应电流从S2端流入,从S1端流出。
图1-5
上文说到,耦合电感又是会有两个以上,例如三个或四个,当有两个以上电感彼此之间存在耦合时,同名端应用不同符号一对一对地加以标记。例如其中一对用“﹡”标记,另一对用“•”标记。
以上就是同名端的相关内容,你学会了吗?