理想變壓器空載時(shí)原邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的判斷

當(dāng)我在看趙修科老師的磁性元件資料時(shí), 遇到理想變壓器原邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向的問題，在各位熱心的朋友的幫助下，我終于解除了一直困惑的問題，因此也想在這里跟大家分享下。

理想模式下，變壓器原邊加電壓ui , 通過原邊N1線圈回路產(chǎn)生電流i1 , 變化的i1引起N1線圈中Φ的變化(以i1增大為例說明)，因?yàn)橥ㄟ^N1線圈中的磁通發(fā)生了變化，一定會(huì)在N1線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有下面幾個(gè)問題沒有想明白：

a. 原邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向如何確定呢?

1). N1線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感生電流，感生電流所產(chǎn)生的磁通會(huì)阻止外加電壓ui產(chǎn)生的磁通的變化，感生電流產(chǎn)生的磁通的方向與原來的磁通方向相反.根據(jù)右手螺旋定則(拇指指向感生磁通的方向，四指指向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向)，這樣看原邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向在外加電流i1增大的條件下，是“上負(fù)下正”.

2) . 但是從電感的定義來看，電感總是試圖維持線圈包圍的磁通不變，所以當(dāng)原邊外加電流i1增加時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與i1電流方向(關(guān)聯(lián)參考方向)相反，為“上正下負(fù)”, 與1)設(shè)想的結(jié)果想反，頭大呀?b. 當(dāng)N1線圈電阻為零時(shí)，原邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小值等于外加輸入電壓ui

N1線圈相對(duì)于ui來說是感性負(fù)載，當(dāng)ui恒壓不變時(shí)，電壓值全部加在N1線圈兩端，但是若ui不是恒壓的會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?

首先,以判斷感應(yīng)塬邊電動(dòng)勢(shì)為題來做表達(dá)，右手螺旋定理，拇指為磁場(chǎng)方向，四指應(yīng)為電流方向。

a. 如要判斷電動(dòng)勢(shì),最簡(jiǎn)單的概念為以電感定義切入. 電感定義可以描述為,當(dāng)流通電流欲改變時(shí),會(huì)出現(xiàn)一電動(dòng)勢(shì)來阻止此電流之改變. 簡(jiǎn)單來說,變壓器之主端電壓,應(yīng)該永遠(yuǎn)與電源供應(yīng)電壓方向相反 (正對(duì)正,負(fù)對(duì)負(fù)). 這也是變壓器最重要的一個(gè)特性,不然,無負(fù)載情況下,變壓器一定直接燒毀 (初級(jí)線圈銅阻抗一般很小,供應(yīng)電壓如果直接除以此阻抗,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大電流)。

b. 如照你所假設(shè),初級(jí)繞組阻抗為0. 那么,你仍然需要考慮感抗影響. 當(dāng)ui不為恆定,則i0也會(huì)隨之變化 (從電路阻抗分析來看). 而i0之變化,就產(chǎn)生了磁動(dòng)勢(shì)之變化. 所以, 不管ui如何改變,只要初級(jí)線圈匝數(shù)夠,不考慮繞組所能乘載電流,那么,變壓器初級(jí)所產(chǎn)生之電壓永遠(yuǎn)與其相等。

從磁通變化的角度理解塬邊的輸入電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的磁通,也即會(huì)在塬邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是不是相當(dāng)與產(chǎn)生的一個(gè)“電源”?因?yàn)橥饧与妷海娏鞯脑黾?減小都是基于關(guān)聯(lián)參考方向。

所以，我想感應(yīng)“電源”產(chǎn)生的感生電流在線圈的內(nèi)部是“由負(fù)極流向正極”的，這樣就和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈電流的變化相同了如果要描述電感成為一個(gè)電源，也無不可.換個(gè)角度看，電感上的確產(chǎn)生了一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)與電源端正正相接，副副相接，理想上成為了一個(gè)電路的平衡。

不過，對(duì)于電流方向有問題.　首先，如果單純考慮電源端電流方向?yàn)檎飨蜇?fù)，那么電感中之電流也是一樣的,為正流向負(fù)極 (電子流反向，另做他話). 我想，你的迷思，可能在于把"阻礙線圈電流的變化"這句話，想像成了"產(chǎn)生一電流與電壓源抵銷". 應(yīng)該要理解的是，電流方向從始至終沒改變過　(假想成DC，雖然實(shí)際上為DC)，因?yàn)殡姼械墓τ迷谟谧璧K電流變化，而非改變電流方向.如果需要，可以看一下變壓器等效圖來思考更為容易.電流從電源出來后，以一樣的方向，流經(jīng)激磁分路，一些成了磁心損耗,一些變成自感能量后，再返回電源端. 而返回電源端時(shí)，會(huì)因?yàn)殡姼辛看笮《辛讼辔徊?，但這代表的是電流傳送上的延遲，而非反向。