To typer bifilar spoler - Tesla bifilar og Cooper bifilar

Funksjonelt kan to spesielle typer skilles bifilar spoler parallellvikling: for spoler av den første typen er strømmene i tilstøtende svinger rettet i samme retning, mens for spoler av den andre typen flyter strømmene i tilstøtende vindinger i motsatte retninger. En fremtredende representant for den første typen spole er den velkjente bifilarspolen Nikola Tesla, et eksempel på en spole av den andre typen er Cooper bifilar coil.

Begge typer spoler er uvanlige ved at i stedet for å vikle en spole på en spole med en enkelt ledning, vikles disse spolene samtidig med to ledninger, hvoretter disse ledningene kobles i serie: i en spole av Tesla-typen, enden (konvensjonelt ) av en del av spolen er koblet til origo, dens andre del, mens de frie ledningene til den ferdige spolen vender ut på forskjellige sider av den, og i Coopers bifilar er endene av de to delene av spolen kombinert på den ene siden, mens dens frie ledninger vender ut fra den andre siden.De beskrevne viklingsmetodene brukes i både sylindriske og flate utgaver av bifilære spoler.

Resultatet er spoler som oppfører seg radikalt forskjellig i DC- og AC-kretser. La oss se på hva egenskapene til disse spolene er og hvordan disse spolene vil oppføre seg med forskjellige typer strøm som flyter gjennom dem.

Tesla bifilar i DC-krets

Når en likestrøm flyter gjennom spolen, vises et permanent magnetisk felt proporsjonalt med størrelsen på den strømmen rundt hver av dens svinger. Og ved å legge til magnetfeltene (magnetiske induksjoner B) for hver påfølgende sving med magnetfeltene til de foregående svingene, får vi det totale magnetfeltet til spolen.

I dette tilfellet, for en likestrøm Tesla bifilar, spiller det ingen rolle at de to delene av spolen er koblet til hverandre i serie, men det som er viktig her er at strømmene i hver av dens svinger har samme størrelse og retning , som om spolen var viklet med en solid ledning - induktansen (proporsjonaliteten til koeffisienten mellom strømmen i spolen og den magnetiske fluksen generert av den) viser seg å være nøyaktig den samme, vil magnetfeltet være av samme størrelsesorden som for en konvensjonell spole av samme form, med samme antall omdreininger.

Bifilar Tesla i AC-krets

Når en vekselstrøm går gjennom en bifilar Tesla-spole, begynner den karakteristiske spolen å manifestere seg som en uttalt dreiekapasitans, som til og med er i stand til å "nøytralisere" induktansen ved resonansfrekvensen. Svingene, plassert i forhold til hverandre slik at potensialforskjellen mellom dem i hvert par er maksimal, er en analog av en kondensator koblet parallelt med spolen.

Det viser seg at en slik bifilar spole vil passere uhindret vekselstrøm ved en viss (resonans) frekvens, og gir bare aktiv motstand, som om det var en høykvalitets parallell oscillatorkrets, og ikke en spole. Ved å være koblet til kretsen parallelt med kilden til alternerende EMF, kan en slik spole akkumulere energi ved resonansfrekvensen som en parallell oscillerende krets, hvor energien er proporsjonal med kvadratet av potensialforskjellen mellom tilstøtende svinger.

Bifilar Cooper i DC-krets

I en bifilar vikling, hvor likestrømmene i tilstøtende svinger har motsatte retninger og samme størrelse (nemlig et slikt bilde er observert med en likestrøm i en spole laget av den "bifilar" typen Cooper), er det totale magnetfeltet på spolen vil være lik null fordi magnetfeltene i hvert svingpar nøytraliserer hverandre. Som et resultat vil en spole av denne typen oppføre seg med hensyn til likestrøm som en leder med ren aktiv motstand og vil ikke vise noen induktans. Slik vikles trådmotstander.

Cooper bifilar i en vekselstrømkrets

Når en vekselstrøm tilføres gjennom en spole hvis vindinger er anordnet i forhold til hverandre i Coopers «bifilar»-type, vil mønsteret til magnetfeltet hovedsakelig avhenge av strømmens frekvens. Og hvis lengden på ledningen i en slik spole viser seg å være i samsvar med bølgelengden til vekselstrømmen som passerer gjennom den, kan det eksterne magnetfeltet på en slik spole faktisk oppnås som på en lang linje eller antenne.