理想变压器空载时原边感应电动势方向的判断

当我在看赵修科老师的磁性元件资料时, 遇到理想变压器原边感应电动势的方向的问题，在各位热心的朋友的帮助下，我终于解除了一直困惑的问题，因此也想在这里跟大家分享下。

理想模式下，变压器原边加电压ui , 通过原边N1线圈回路产生电流i1 , 变化的i1引起N1线圈中Φ的变化(以i1增大为例说明)，因为通过N1线圈中的磁通发生了变化，一定会在N1线圈两端产生感应电动势，有下面几个问题没有想明白：

a. 原边产生的感应电动势的方向如何确定呢?

1). N1线圈感应电动势产生感生电流，感生电流所产生的磁通会阻止外加电压ui产生的磁通的变化，感生电流产生的磁通的方向与原来的磁通方向相反.根据右手螺旋定则(拇指指向感生磁通的方向，四指指向感应电动势的正方向)，这样看原边的感应电动势的方向在外加电流i1增大的条件下，是“上负下正”.

2) . 但是从电感的定义来看，电感总是试图维持线圈包围的磁通不变，所以当原边外加电流i1增加时，感应电动势的方向与i1电流方向(关联参考方向)相反，为“上正下负”, 与1)设想的结果想反，头大呀?b. 当N1线圈电阻为零时，原边感应电动势的大小值等于外加输入电压ui

N1线圈相对于ui来说是感性负载，当ui恒压不变时，电压值全部加在N1线圈两端，但是若ui不是恒压的会出现什么情况呢?

首先,以判断感应塬边电动势为题来做表达，右手螺旋定理，拇指为磁场方向，四指应为电流方向。

a. 如要判断电动势,最简单的概念为以电感定义切入. 电感定义可以描述为,当流通电流欲改变时,会出现一电动势来阻止此电流之改变. 简单来说,变压器之主端电压,应该永远与电源供应电压方向相反 (正对正,负对负). 这也是变压器最重要的一个特性,不然,无负载情况下,变压器一定直接烧毁 (初级线圈铜阻抗一般很小,供应电压如果直接除以此阻抗,会产生一个很大电流)。

b. 如照你所假设,初级绕组阻抗为0. 那么,你仍然需要考虑感抗影响. 当ui不为恆定,则i0也会随之变化 (从电路阻抗分析来看). 而i0之变化,就产生了磁动势之变化. 所以, 不管ui如何改变,只要初级线圈匝数够,不考虑绕组所能乘载电流,那么,变压器初级所产生之电压永远与其相等。

从磁通变化的角度理解塬边的输入电流发生变化时，会产生变化的磁通,也即会在塬边产生感应电动势，是不是相当与产生的一个“电源”?因为外加电压，电流的增加/减小都是基于关联参考方向。

所以，我想感应“电源”产生的感生电流在线圈的内部是“由负极流向正极”的，这样就和感应电动势总是阻碍线圈电流的变化相同了如果要描述电感成为一个电源，也无不可.换个角度看，电感上的确产生了一个反电动势，此电动势与电源端正正相接，副副相接，理想上成为了一个电路的平衡。

不过，对于电流方向有问题.　首先，如果单纯考虑电源端电流方向为正流向负，那么电感中之电流也是一样的,为正流向负极 (电子流反向，另做他话). 我想，你的迷思，可能在于把"阻碍线圈电流的变化"这句话，想像成了"产生一电流与电压源抵销". 应该要理解的是，电流方向从始至终没改变过　(假想成DC，虽然实际上为DC)，因为电感的功用在于阻碍电流变化，而非改变电流方向.如果需要，可以看一下变压器等效图来思考更为容易.电流从电源出来后，以一样的方向，流经激磁分路，一些成了磁心损耗,一些变成自感能量后，再返回电源端. 而返回电源端时，会因为电感量大小而有了相位差，但这代表的是电流传送上的延迟，而非反向。