Dua jenis kumparan bifilar - Tesla bifilar dan Cooper bifilar

Secara fungsional, dua tipe khusus dapat dibedakan kumparan bifilar belitan paralel: untuk gulungan tipe pertama, arus pada belitan yang berdekatan diarahkan ke arah yang sama, sedangkan untuk belitan tipe kedua, arus pada belitan yang berdekatan mengalir dalam arah yang berlawanan. Perwakilan terkemuka dari jenis kumparan pertama adalah kumparan bifilar yang terkenal Nikola Tesla, contoh koil tipe kedua adalah koil Cooper bifilar.

Kedua jenis kumparan ini tidak biasa karena alih-alih melilitkan kumparan pada kumparan dengan kabel tunggal, kumparan ini dililitkan secara bersamaan dengan dua kabel, setelah itu kabel ini dihubungkan secara seri: dalam kumparan tipe Tesla, ujungnya (biasanya ) dari satu bagian koil dihubungkan ke titik asal, bagian lainnya, sedangkan kabel bebas dari koil yang sudah jadi diputar di sisi yang berbeda, dan di bifilar Cooper, ujung dari dua bagian koil digabungkan pada satu sisi, sedangkan kabel bebasnya keluar dari sisi lain.Metode belitan yang dijelaskan digunakan dalam versi silinder dan datar dari gulungan bifilar.

Hasilnya adalah kumparan yang berperilaku berbeda secara radikal di sirkuit DC dan AC. Mari kita lihat karakteristik kumparan ini dan bagaimana kumparan ini akan berperilaku dengan berbagai jenis arus yang mengalir melaluinya.

Tesla bifilar di sirkuit DC

Ketika arus searah mengalir melalui kumparan, medan magnet permanen sebanding dengan besarnya arus yang muncul di sekitar masing-masing belokannya. Dan dengan menambahkan medan magnet (induksi magnetik B) dari setiap belokan berikutnya dengan medan magnet belokan sebelumnya, kita mendapatkan medan magnet total dari kumparan.

Dalam hal ini, untuk Tesla bifilar arus searah, tidak masalah bahwa kedua bagian kumparan dihubungkan satu sama lain secara seri, tetapi yang penting di sini adalah arus di setiap belokannya memiliki besar dan arah yang sama. , seolah-olah kumparan dililit dengan satu kawat padat - induktansi (proporsionalitas koefisien antara arus dalam kumparan dan fluks magnet yang dihasilkannya) ternyata persis sama, medan magnet akan sama besarnya seperti kumparan konvensional dengan bentuk yang sama, dengan jumlah lilitan yang sama.

Bifilar Tesla di sirkuit AC

Ketika arus bolak-balik melewati kumparan Tesla bifilar, kumparan karakteristik mulai memanifestasikan dirinya sebagai kapasitansi balik yang diucapkan, yang bahkan mampu "menetralkan" induktansi pada frekuensi resonansi. Belokan, yang terletak relatif satu sama lain sehingga perbedaan potensial di antara keduanya di setiap pasangan maksimum, adalah analog dari kapasitor yang dihubungkan secara paralel ke koil.

Ternyata kumparan bifilar seperti itu akan melewati arus bolak-balik tanpa hambatan pada frekuensi (resonansi) tertentu, hanya memberikan resistansi aktif, seolah-olah itu adalah rangkaian osilator paralel berkualitas tinggi, dan bukan kumparan. Dihubungkan ke rangkaian secara paralel dengan sumber EMF bolak-balik, kumparan semacam itu dapat mengakumulasi energi pada frekuensi resonansi sebagai rangkaian osilasi paralel, di mana energi sebanding dengan kuadrat beda potensial antara belokan yang berdekatan.

Bifilar Cooper di sirkuit DC

Dalam belitan bifilar, di mana arus searah pada belokan yang berdekatan memiliki arah yang berlawanan dan besarnya sama (yaitu, gambar seperti itu diamati dengan arus searah dalam kumparan yang terbuat dari jenis Cooper "bifilar"), medan magnet total dari koil akan sama dengan nol karena medan magnet di setiap pasangan belokan saling menetralkan. Akibatnya, kumparan jenis ini akan berperilaku sehubungan dengan arus searah sebagai konduktor dengan resistansi aktif murni dan tidak akan menunjukkan induktansi apa pun. Beginilah cara resistor kawat dilukai.

Cooper bifilar dalam rangkaian arus bolak-balik

Ketika arus bolak-balik diterapkan melalui kumparan yang belokannya diatur relatif satu sama lain dalam tipe "bifilar" Cooper, pola medan magnet akan bergantung terutama pada frekuensi arus. Dan jika panjang kawat pada kumparan tersebut ternyata sepadan dengan panjang gelombang arus bolak-balik yang melewatinya, maka medan magnet luar pada kumparan tersebut sebenarnya dapat diperoleh seperti pada saluran panjang atau antena.