吴珍++何新梅

摘要：本文通过充分利用实验室中丰富的实验设备和仪器仪表，更加完善、更为全面的探索判别同名端的方式方法，使得同名端的测试过程更具有直观性、可调性、可操作性，透过现象分析原理，对判别同名端的各种方法、原理、应用、注意事项作了分析与总结。

关键词： 同名端；电磁感应；探究；判别方法

中国分类号：O6—334

同名端是指在同一交变磁通的作用下，在任何时刻两绕组同时具有相同感应电动势极性的两个端子称为“同名端”。实际应用中常把一组同名端用符号“·”或“*”作为标志，互感线圈标上了同名端后，线圈的具体绕法和它们的相对位置就不需要在图上表示出来。以下将各种判别同名端的方式方法、原理、注意事项等进行分析总结。

1 观察分析判别法

此法适用于能直观看出线圈绕向的情况，无需借助任何检测仪器仪表，直观方便。加深理解了变压器和互感器在设计、安装好后各绕组的绕向就已经明确了，因此出厂时就在外壳上对同名端进行了标注，为变压器和互感器的使用带来了很大的方便。

1.1绕向判别法：对于图一套在长条形铁芯中的多个线圈，若从左至右为观察方向，用A线圈1端点为起始端绕制线圈，线圈的绕向为顺时针，而B线圈应以4端，C线圈以5端点为起始端分别绕制线圈的方向也都为顺时针，所以三个线圈的1、4、5端点互为同名端。

对于图二单相多绕组变压器线圈，以正对變压器的平面为观察方向，用A线圈1端点为起始端绕制线圈，每绕一圈都是从变压器外穿进变压器平面内的，而B线圈是以4端，C线圈以5端点为起始端分别绕制线圈的方向也是从变压器外穿进变压器平面内的，所以三个线圈的1、4、5端点互为同名端。

原理：线圈绕向一致的端点在同一交变磁通的作用下感生电动势的极性一定相同。

1.2右手螺旋定则判别法：

方法：对于图一和图二中的A线圈，假设直流电从线圈的1端流进，则产生的磁通方向符合右手螺旋法则，如图中标示方向，那么与直流电在线圈B的4端流进，C线圈的5端子流进产生的磁通方向一致，则三个线圈的1、4、5端点互为同名端。

原理：通电线圈电流与磁通的方向关系符合右手螺旋定则，当两线圈的电流由同名端通入时，所产生的互感磁通与自感磁通是相互增强的。

2 线圈不通电测试判别法

此方法无需在线圈中通入电流，借助简单的测量仪器便可判别同名端，安全简单、直观性好。加深理解了愣次定律及其应用，理解了影响线圈自感、互感大小的因素。

2.1感应电动势极性测试法

将图一中空心线圈中的铁芯抽出，保持各线圈相对位置不变，将各线圈的两个端点分别接入检流计（或电压表），然后用长条形磁铁的N极插入线圈中，若检流计的偏转方向相同，则各线圈中接入检流计中正极的端子互为同名端。如果检流计偏转方向相反，则该线圈接入检流计中负极的端子与其他接入检流计中正极的端子互为同名端。

原理：应用楞次定律判别，用条形磁铁与线圈的相对运动产生磁通的变化，在各线圈中产生感应电动势，当线圈中通过同一变化的磁通时，任意瞬间各线圈中感应电动势极性相同的端点互为同名端。

注意事项：各线圈感应电动势的测试过程可分离分别模拟进行，但必须保持线圈端子的相对位置不变，各线圈插入磁铁的极性和运动方向一致。

2.2电感测试法

用LCR数字电桥先分别测试出两线圈各自的电感值，然后再测出两线圈串联后的电感值，如串联后测试电感数值小于单独测试两线圈的电感值之和，则测试的两端（或两线圈的连接端）为同名端，如其电感值大于单独测试两线圈的电感值之和，则测试的两端（或两线圈的连接端）为异名端。

原理：两个线圈电感分别为L1和L2，互感为M，若将两个线圈异名端相连作正向串联（顺接）时，磁场增强，等效电感增大，其等值电感L正=L1+L2+2M；若将两线圈同名端相连作反相串联（反接）时，磁场削弱，等效电感减小，等值电感L反=LI+L2-2M。

3 直流电判别法

此方法中需给一个线圈中通入直流电压后，借助相关仪器仪表进行测试后判别同名端。理解掌握了电感线圈在接通和断开直流电的瞬间会产生感生电动势，以及线圈在直流电路中的体现出的特性。

3.1小磁针测试法

将图一或图二的每一个线圈中依次通入直流电，小磁针放置在铁芯周围磁场较强的部位，观察小磁针的偏转方向，如果小磁针的偏转方向相同，则各线圈中接入电源正极的端子互为同名端，如果小磁针偏转方向相反，则该线圈接入电源负极的端子与其他接入电源正极的线圈端子互为同名端。

原理：线圈中通入直流电时，在线圈中产生一方向不变的磁通，小磁针检测的是该点的磁通方向，如果各线圈产生的磁通方向一致，则线圈中的感应电动势极性也相同。

注意事项：通入各线圈的直流电压的数值必须使得线圈中的电流小于额定电流，防止电流过大烧损线圈。

3.2发光二极管测试法

在一个线圈中通入直流电，在另一个互感线圈中接入LED发光二极管，在接通直流电的瞬间，如果发光二极管瞬间闪亮后熄灭，则发光二极管正极所接的线圈端子与接入直流电电源正极的线圈端子互为同名端，如果发光二极管在线圈通入瞬间不亮，而是在断开直流电的瞬间闪亮，则发光二极管负极所接的线圈端子与通入直流电电源正极的线圈端子互为同名端。

原理：利用LED发光二极管的单向导电特性，当达到正向导通电压（电流）时，发光二极管发光，从而检测出线圈感应电动势的极性。

注意事项：事先查阅发光二极管的主要参数，然后根据额定值计算调节好电源电压，防止损坏元件。

3.3直流电压表、电流表测试法

原理：在一个线圈中通入直流电，在另一个互感线圈中接入直流电压表或电流表，在接通直流电的瞬间，如果直流电压（电流）表的指针正向偏转（或数显表显示正值），则电压（电流）表正极所接的线圈端子与接入直流电电源正极的线圈端子互为同名端，如果直流电压（电流）表的指针反向偏转（或数显表显示负值），则电压（电流）表正极所接的线圈端子与接入直流电电源负极的端子互为同名端。endprint

原理：当一个线圈接通直流电源的瞬间，电流从无到有突然变化，产生急剧增强的磁通，在其他线圈中产生互感电动势。接入电源线圈的电流的流入端子为自感电动势的高电位端，通过电压（电流）表指针的正向偏转，可以确定线圈中互感电动势的极性为接电压表正极的为高电位端。从而确定自感、互感电动势极性相同的端子互为同名端。

注意事项：在线圈中应串接电阻后再接入可调直流电源，直流电压表测量的是线圈的开路电压，直流电流表测量的是线圈的短路电流，合理调节好电源电压的数值，防止电流过大烧损电流表。

直流法优选检流计、指针式双向（正负）电压（电流）表、数显直流电压（电流）表，对于单向偏转的指针表和使用万用表的直流电压（电流）档测量时，可在已知同名端后，做验证性的实验较为适合。

4 交流电判别法

此方法中需给一个线圈中通入交流电压，通过仪器仪表测试后判别同名端。理解掌握了电感线圈在交流电路中的体现出的特性。

4.1交流电压表测试法

将两个线圈串联连接后，其中一个线圈通入交流可调电源，调节电源电压低于线圈的额定电压为U1，用交流电压表分别测量出另外一个线圈的电压U2，两个线圈串联后的总电压U，若U=U1-U2，则两测试端（或两线圈的连接端）互为同名端，若U=U1+U2，则两测试端（或两线圈的连接端）互为异名端。

原理：如果同名端相连接，两个绕组在铁心中产生的两个磁通就互相抵消，两个感应电动势也互相抵消总电压减小。如果异名端相连接，铁心中两个磁通方向相同磁通增强，两个感应电动势相加总电压增大。

4.2示波器测试法

使用双通道示波器，两个通道分别接到两个线圈的两个端点。将其中一个线圈通入交流可调（工频）电源，调节示波器使两线圈电压的波形通过显示屏正确显示出来，如果示波器显示的两个线圈的电压波形同相（相位差为0），则与示波器的探头端（或接地夹）相连的两个线圈端子互为同名端。若两个绕组的电压波形反相，则CH1通道的探头端与CH2通道接地夹所接线圈端子互为同名端。

原理；线圈中通入交流電时，能在本线圈中产生自感电动势，在另外一个耦合线圈中产生互感电动势，两线圈电动势的频率相同，相位同相或反相。

通过以同名端的判别为主线，实验室为平台，丰富的实验资源为支承，理论结合实践，探索判别同名端的方法，对判别同名端的各种方法、原理、意义和应用有了更深刻的理解与掌握，由点及面，辐射和链接了电磁感应的相关知识，对电感线圈在交直流电路中体现出的不同特性有了感性认识，对各种仪器仪表量程的选择、正确的接线与使用有了深刻的认识，并为变压器、电机等绕组的极性判别奠定了基础。

参考文献：

[1]秦曾煌. 电工学 [M]. 第六版. 高等教育出版社， 2008： 170—197.

[2]李明. 电机与电力拖动 [M]. 第二版. 电子工业出版社 ， 2006： 72—94.

[4]张德伟，沈培锋.变压器同名端判别六法[J].家用电器，2001（9）： 47.endprint