变压器的同名端和异名端的由来与磁棒绕线法

理解磁性元器件的同名端和异名端的本质含义。首先要明确一点，所谓同名端和异名端的定义，研究对象一定是针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，当然是相互的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。

1、磁棒绕线法分析

常见的封闭磁芯，想象把磁芯展开，就得到磁棒，将涉及到的所有线圈按照实际绕线排布在磁棒上，然后标定电流方向，随之利用右手螺旋定则判断并画出穿梭在磁芯中的磁力线—这就是磁棒绕线分析法。

2、同名端和异名端的由来

为了使得这个问题直观明了，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分别从如下图的两个线圈N1和N2的绕线端流入，利用“右手螺旋定则”可判定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；

若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是相同的—同进或同出，同样可以把图中线圈右端定义为同名端，这个要灵活理解。

（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N1流入，i2从线圈N2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口，异名端是源磁场被削弱的电流流入线圈端口。

3、典型的磁耦合磁性元器件—变压器

变压器是电能通过“电—磁—电”转化进行传输，其本质不通过能量存储来传递能量，对负载来说它只是起到能量传输的作用，实际中原边存在励磁电感，所以会存储励磁能量，励磁能量和负载没有关系，它只是变压器建立传递能量的一个基础条件，即在原边产生激磁磁通，通过磁芯传递到副边线圈（磁传递—磁耦合），最终原边和副边建立基础的电压关系，因此除了励磁能量，由负载因素产生的磁场在原边和副边线圈中是时刻相互抵消的。

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”。

注：变压器磁芯打开后，变为磁棒，就可以用磁棒分析法

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Np当做源端线圈，电流从1脚流入和2脚流出以及与外围电路形成回路，那么电流一定是从负载端线圈Ns的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，关于同极性，我们也可以通过楞次定理去判断，同名端记忆更加简单一些，但本质还是磁力线表现的性质。

图中Ip是输入电流，Is是感应电动势产生的电流，是负载决定的电流，Ip和Is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。电流从原边同名端流入，则在副边电流从同名端流出。

综上，判断同名端，我们首先得从磁场角度明确它的本质（利用好“右手螺旋定则”），从物理结构看绕线方式，这样我们对理解变压器的同名端就很容易了。
编辑：lyn