Kahden tyyppisiä bifilaarisia keloja – Tesla bifilar ja Cooper bifilar

Toiminnallisesti voidaan erottaa kaksi erikoistyyppiä bifilaariset kelat rinnakkaiskäämitys: ensimmäisen tyypin käämissä vierekkäisten kierrosten virrat suunnataan samaan suuntaan, kun taas toisen tyypin keloissa vierekkäisten kierrosten virrat kulkevat vastakkaisiin suuntiin. Ensimmäisen tyyppisen kelan näkyvä edustaja on hyvin tunnettu bifilaarinen kela Nikola TeslaEsimerkki toisen tyypin kelasta on Cooper bifilar -kela.

Molemmat kelatyypit ovat epätavallisia siinä mielessä, että sen sijaan, että käämittäisiin kela kelaan yhdellä johdolla, nämä kelat kelataan samanaikaisesti kahdella johdolla, minkä jälkeen nämä johdot kytketään sarjaan: Tesla-tyyppisessä kelassa pää (tavanomaisesti ) kelan yhdestä osasta on kytketty origo, sen toinen osa, kun valmiin kelan vapaat johdot kääntyvät sen eri puolille, ja Cooperin bifilaarissa kelan kahden osan päät on yhdistetty toiselta puolelta, kun taas sen vapaat johdot kääntyvät ulos toiselta puolelta.Kuvattuja käämitysmenetelmiä käytetään sekä lieriömäisissä että litteissä bilankaisten kelojen versioissa.

Tuloksena on käämit, jotka käyttäytyvät radikaalisti eri tavalla DC- ja AC-piireissä. Katsotaanpa, mitkä ovat näiden käämien ominaisuudet ja kuinka nämä kelat käyttäytyvät niiden läpi kulkevien erityyppisten virtojen kanssa.

Tesla bifilar tasavirtapiirissä

Kun tasavirta kulkee kelan läpi, sen jokaisen kierroksen ympärille ilmestyy virran suuruuteen verrannollinen pysyvä magneettikenttä. Ja lisäämällä kunkin seuraavan kierroksen magneettikentät (magneettiset induktiot B) edellisten kierrosten magneettikenttien kanssa, saadaan kelan kokonaismagneettikenttä.

Tässä tapauksessa tasavirta Tesla bifilarille ei ole väliä, että käämin kaksi osaa on kytketty toisiinsa sarjassa, mutta tässä on tärkeää, että virrat sen jokaisessa kierrossa ovat saman suuruisia ja samansuuntaisia. , ikään kuin kela olisi kierretty yhdellä kiinteällä langalla - induktanssi (kelassa olevan virran ja sen tuottaman magneettivuon välisen kertoimen suhteellisuus) osoittautuu täsmälleen samaksi, magneettikenttä on saman suuruinen kuin tavanomaisella samanmuotoisella kelalla, jolla on sama kierrosluku.

Bifilar Tesla vaihtovirtapiirissä

Kun vaihtovirta kulkee bifilaarisen Tesla-käämin läpi, ominaiskäämi alkaa ilmetä voimakkaana kääntökapasitanssina, joka pystyy jopa "neutraloimaan" induktanssin resonanssitaajuudella. Kierteet, jotka sijaitsevat suhteessa toisiinsa siten, että niiden välinen potentiaaliero kussakin parissa on suurin, ovat analogia kondensaattorille, joka on kytketty rinnan käämiin.

Osoittautuu, että tällainen bifilaarinen käämi kulkee esteettömästi vaihtovirtaa tietyllä (resonanssi)taajuudella ja tarjoaa vain aktiivisen vastuksen, ikään kuin se olisi korkealaatuinen rinnakkaisoskillaattoripiiri, ei kela. Koska tällainen kela on kytketty piiriin rinnakkain vaihtuvan EMF-lähteen kanssa, se voi kerätä energiaa resonanssitaajuudella rinnakkaisena värähtelypiirinä, jossa energia on verrannollinen vierekkäisten kierrosten välisen potentiaalieron neliöön.

Bifilar Cooper tasavirtapiirissä

Bifilaarisessa käämissä, jossa vierekkäisten kierrosten tasavirroilla on vastakkaiset suunnat ja sama suuruus (eli tällainen kuva havaitaan tasavirralla Cooper-tyyppisestä "bifilaarisesta" käämistä), kokonaismagneettikenttä kela on yhtä suuri kuin nolla, koska kunkin kierrosparin magneettikentät neutraloivat toisensa. Tämän seurauksena tämän tyyppinen käämi käyttäytyy tasavirran suhteen puhtaan aktiivisen resistanssin johtimena, eikä siinä ole induktanssia. Näin kierretään lankavastukset.

Cooper bifilar vaihtovirtapiirissä

Kun vaihtovirta syötetään kelan läpi, jonka kierrokset on järjestetty Cooperin «bifilar»-tyypissä toisiinsa nähden, magneettikentän kuvio riippuu pääasiassa virran taajuudesta. Ja jos tällaisessa kelassa olevan langan pituus osoittautuu suhteelliseksi sen läpi kulkevan vaihtovirran aallonpituuden kanssa, tällaisen kelan ulkoinen magneettikenttä voidaan todella saada kuin pitkällä linjalla tai antennilla.