To typer bifilar coils - Tesla bifilar og Cooper bifilar

Funktionelt kan der skelnes mellem to specielle typer bifilar spoler parallelvikling: for spoler af den første type er strømmene i tilstødende vindinger rettet i samme retning, mens for spoler af den anden type flyder strømmene i tilstødende vindinger i modsatte retninger. En fremtrædende repræsentant for den første type spole er den velkendte bifilar spole Nikola Tesla, et eksempel på en spole af den anden type er Cooper bifilar spole.

Begge typer spoler er usædvanlige ved, at i stedet for at vikle en spole på en spole med en enkelt ledning, vikles disse spoler samtidigt med to ledninger, hvorefter disse ledninger er forbundet i serie: i en spole af Tesla-typen, enden (konventionelt ) af den ene del af spolen er forbundet med oprindelsen, dens anden del, mens den færdige spoles frie ledninger vender ud på hver sin side af den, og i Coopers bifilar er enderne af de to dele af spolen kombineret på den ene side, mens dens frie ledninger vender ud fra den anden side.De beskrevne viklingsmetoder anvendes i både cylindriske og flade versioner af bifilar-spoler.

Resultatet er spoler, der opfører sig radikalt anderledes i DC- og AC-kredsløb. Lad os se på, hvad disse spolers egenskaber er, og hvordan disse spoler vil opføre sig med forskellige typer strøm, der løber gennem dem.

Tesla bifilar i DC-kredsløb

Når en jævnstrøm løber gennem spolen, opstår der et permanent magnetfelt, der er proportionalt med størrelsen af ​​denne strøm rundt om hver af dens vindinger. Og ved at addere magnetfelterne (magnetiske induktioner B) for hver efterfølgende drejning med magnetfelterne i de foregående drejninger, får vi spolens samlede magnetfelt.

I dette tilfælde, for en jævnstrøm Tesla bifilar, er det ligegyldigt, at de to dele af spolen er forbundet med hinanden i serie, men det, der er vigtigt her, er, at strømmene i hver af dens vindinger har samme størrelse og retning , som om spolen var viklet med én massiv ledning - induktansen (proportionaliteten af ​​koefficienten mellem strømmen i spolen og den magnetiske flux genereret af den) viser sig at være nøjagtig den samme, vil magnetfeltet være af samme størrelse som for en konventionel spole af samme form, med det samme antal vindinger.

Bifilar Tesla i AC-kredsløb

Når en vekselstrøm passerer gennem en bifilar Tesla-spole, begynder den karakteristiske spole at manifestere sig som en udtalt drejekapacitans, som endda er i stand til at "neutralisere" induktansen ved resonansfrekvensen. Drejningerne, der er placeret i forhold til hinanden, så potentialforskellen mellem dem i hvert par er maksimal, er en analog af en kondensator forbundet parallelt med spolen.

Det viser sig, at en sådan bifilar spole vil passere uhindret vekselstrøm ved en bestemt (resonans) frekvens, hvilket kun giver aktiv modstand, som om det var et paralleloscillatorkredsløb af høj kvalitet og ikke en spole. Ved at være forbundet til kredsløbet parallelt med kilden til alternerende EMF, kan en sådan spole akkumulere energi ved resonansfrekvensen som et parallelt oscillerende kredsløb, hvor energien er proportional med kvadratet af potentialforskellen mellem tilstødende vindinger.

Bifilar Cooper i DC-kredsløb

I en bifilar vikling, hvor jævnstrømmene i tilstødende vindinger har modsatte retninger og samme størrelse (nemlig et sådant billede observeres med en jævnstrøm i en spole lavet af den "bifilar" type Cooper), er det samlede magnetfelt på spolen vil være lig nul, fordi magnetfelterne i hvert par vindinger neutraliserer hinanden. Som følge heraf vil en spole af denne type opføre sig med hensyn til jævnstrøm som en leder af ren aktiv modstand og vil ikke vise nogen induktans. Sådan vikles trådmodstande.

Cooper bifilar i et vekselstrømskredsløb

Når en vekselstrøm påføres gennem en spole, hvis vindinger er arrangeret i forhold til hinanden i Coopers «bifilar» type, vil magnetfeltets mønster hovedsageligt afhænge af strømmens frekvens. Og hvis længden af ​​ledningen i en sådan spole viser sig at svare til bølgelængden af ​​den vekselstrøm, der passerer gennem den, så kan det eksterne magnetfelt på en sådan spole faktisk opnås som på en lang linje eller antenne.