Bifilar-kela ja sen käyttö

Bifilaarinen kela on käämi, jossa on kaksi rinnakkaista johtoa, jotka on sijoitettu vierekkäin yhteiselle rungolle ja eristetty toisistaan ​​koko kelan läpi.

Sama sana "bifilar" voidaan kääntää englannista kaksijohtimiiseksi tai kaksijohtimiseksi, joten bifilaarista lankaa kutsutaan yleensä langaksi, joka on valmistettu kahdesta toisistaan ​​eristetystä johdosta - tavalliset kaksijohtimiset johdot voivat periaatteessa , johtuvat kaksilankaisista langoista . Toisin sanoen termi "kaksilankainen käämi" viittaa kaksilankaisella langalla tehtyihin käämiin.

Joten riippuen kahden johtimen käämityssuunnasta ja niiden liittämisestä toisiinsa bifilaarisessa käämissä, voit saada neljä mahdollista vaihtoehtoa tällaisten käämien toteuttamiseen:

• Rinnakkaiskela, sarjaliitäntä;

• Rinnakkaiskäämitys, rinnakkaiskytkentä;

• Kela on laskuri, liitäntä on sarjassa;

• Vastakäämitys, rinnakkaisliitäntä.

Ja riippumatta siitä, kuinka kaksilankainen käämi kääritään, kun se on kytketty piiriin, toinen kahdesta vaihtoehdosta sen muodostavien kahden johtimen virtojen vuorovaikutukselle toteutuu.

Ensimmäinen vaihtoehto on, kun virrat suunnataan yhteen suuntaan, tässä tapauksessa näiden kahden suonen virtojen magneettikentät lasketaan yhteen, jolloin kokonaismagneettikenttä on suurempi kuin kummankin kaksilankaisen suonen magneettikenttä erikseen. .

Toinen vaihtoehto on, kun virrat suunnataan vastakkaisiin suuntiin, jolloin kahden sydämen virtojen magneettikentät kumoavat toisensa, minkä seurauksena kokonaismagneettikenttä on nolla, ts. kelan induktanssi tulee olemaan lähellä nollaa.

Nykyaikaisessa tekniikassa kaksilankaisia ​​käämeitä, joissa on sarjakytkennän rinnakkaiskäämi (virrat ovat yhtä suuret ja suunnattu vastakkaisiin suuntiin), luodaan johdinvastuksia elementin parasiittisen induktanssin vähentämiseksi minimiin (koko magneettikenttä on lähellä nollaa) .

Joidenkin muuntajien ja hakkuriteholähteiden kaksoiskuristimien käämeissä sekä joidenkin releiden käämeissä käytetään kaksilankaisia ​​käämiä estämään itse aiheutetun EMF:n vaaralliset kytkentäpäästöt.

Kaksijohtimisella kelalla on kaksi toimintoa. Ensimmäinen johto toimii muuntajan tai induktorin ensiökääminä, ja toinen on suojaava, rajoittava käämi, jonka tehtävänä on laskea EMF:n kommutaatioshokki. Joissakin releissä toinen johto on oikosulussa itseensä ja poistaa vastahuuhtelun itseensä, kun rele avautuu.

Kun virta kytketään, suojakäämi ei oikosulje, se rajoittaa vain EMF:n kytkentäpiikkiä ohjaten energian diodin kautta takaisin virtalähteeseen tai vaimennin, jolloin ensiökäämipiiri on suojattu, kytkimen jännite ei hyppää kassakaapin yläpuolelle eikä kytkin (transistori) pala.

Se ansaitsee erityistä huomiota Teslan bifilaarinen kela, jonka tiedemies patentoi vuonna 1894, on US-patentti nro 512340. Tesla itse totesi patentissa, että kelalle suuremman omakapasitanssin saamiseksi on tarpeen kytkeä kaksi bilankajohtoa sarjaan, jotta virrat ovat suunnattuja. yhteen suuntaan, niin vaikka induktanssi pysyy samana, tällaisen kelan omakapasitanssi kasvaa. Ja mitä korkeampi jännite, sitä voimakkaampi on tämän keskenään pyörivän kapasitanssin vaikutus.

Johtopäätös on, että bifilaarisessa Tesla-kelassa kahden vierekkäisen kierroksen välinen jännite on suurempi kuin perinteisessä yksijohtimisessa kelassa, jossa käämiin syötetään puolet jännitteestä.

Nikola Tesla käyttää kaksilankaisia ​​käämiä antamaan piireille suuremman sisäisen kapasitanssin ja välttää siten kalliiden kondensaattoreiden käytön. Tiedemies mainitsee luennoissaan kaksilankaiset käämit juuri välineenä erilaisten korkeataajuisten suurjännitelaitteiden lataus- ja työpiirien luontaisen kapasiteetin lisäämiseen, joita hän kehitti sekä tehokkaiden valonlähteiden tehostamiseen että energian siirtämiseen kaukaa. ilman johtoja.