Hai loại cuộn dây kép — Tesla bifilar và Cooper bifilar

Về mặt chức năng, có thể phân biệt hai loại đặc biệt cuộn dây lưỡng cực cuộn dây song song: đối với cuộn dây loại thứ nhất, dòng điện ở các vòng liền kề được định hướng theo cùng một hướng, trong khi đối với cuộn dây loại thứ hai, dòng điện ở các vòng liền kề chạy ngược chiều nhau. Một đại diện nổi bật của loại cuộn dây đầu tiên là cuộn dây hai chiều nổi tiếng Nikola Tesla, một ví dụ về cuộn dây loại thứ hai là cuộn dây hai chiều Cooper.

Cả hai loại cuộn dây đều khác thường ở chỗ thay vì quấn một cuộn dây trên một cuộn dây bằng một dây, các cuộn dây này được quấn đồng thời bằng hai dây, sau đó các dây này được mắc nối tiếp: trong cuộn kiểu Tesla, đầu cuối (thông thường ) của một phần của cuộn dây được kết nối với điểm gốc, phần còn lại của nó, trong khi các dây tự do của cuộn dây đã hoàn thành bật ra ở các phía khác nhau của nó, và trong cuộn dây Cooper, các đầu của hai phần của cuộn dây được kết hợp trên một bên, trong khi các dây tự do của nó bật ra từ phía bên kia.Các phương pháp cuộn dây được mô tả được sử dụng trong cả phiên bản hình trụ và phẳng của cuộn dây hai trục.

Kết quả là các cuộn dây hoạt động hoàn toàn khác nhau trong mạch DC và AC. Hãy xem đặc điểm của những cuộn dây này là gì và những cuộn dây này sẽ hoạt động như thế nào với các loại dòng điện khác nhau chạy qua chúng.

Tesla bifilar trong mạch DC

Khi có dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, xung quanh mỗi vòng quay của nó sẽ xuất hiện một từ trường vĩnh cửu tỉ lệ với độ lớn của dòng điện đó. Và bằng cách cộng từ trường (cảm ứng từ B) của mỗi vòng tiếp theo với từ trường của các vòng trước, chúng ta có được tổng từ trường của cuộn dây.

Trong trường hợp này, đối với một cuộn dây Tesla dòng điện một chiều, việc hai phần của cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau không quan trọng, mà điều quan trọng ở đây là dòng điện trong mỗi vòng của nó có cùng cường độ và hướng. , như thể cuộn dây được quấn bằng một sợi dây đặc - độ tự cảm (tỷ lệ của hệ số giữa dòng điện trong cuộn dây và từ thông do nó tạo ra) hoàn toàn giống nhau, từ trường sẽ có cùng độ lớn như cuộn dây truyền thống có cùng hình dạng, cùng số vòng dây.

Bifilar Tesla trong mạch điện xoay chiều

Khi một dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây Tesla hai sợi, cuộn dây đặc trưng bắt đầu biểu hiện dưới dạng điện dung quay rõ rệt, thậm chí có thể "trung hòa" điện cảm ở tần số cộng hưởng. Các vòng quay, được đặt tương đối với nhau sao cho hiệu điện thế giữa chúng trong mỗi cặp là lớn nhất, là một chất tương tự của một tụ điện được nối song song với cuộn dây.

Nó chỉ ra rằng một cuộn dây hai dây như vậy sẽ truyền dòng điện xoay chiều không bị cản trở ở một tần số (cộng hưởng) nhất định, chỉ cung cấp điện trở hoạt động, như thể nó là một mạch dao động song song chất lượng cao chứ không phải cuộn dây. Được kết nối với mạch song song với nguồn EMF xoay chiều, một cuộn dây như vậy có thể tích lũy năng lượng ở tần số cộng hưởng như một mạch dao động song song, trong đó năng lượng tỷ lệ với bình phương hiệu điện thế giữa các vòng liền kề.

Cooper Bifilar trong mạch DC

Trong một cuộn dây hai dây, trong đó các dòng điện một chiều ở các vòng liền kề có hướng ngược lại và cùng độ lớn (cụ thể là hình ảnh như vậy được quan sát với dòng điện một chiều trong cuộn dây làm bằng loại Cooper "hai dây"), tổng từ trường là cuộn dây sẽ bằng 0 vì từ trường trong mỗi cặp vòng sẽ trung hòa lẫn nhau. Kết quả là, một cuộn dây loại này sẽ hoạt động đối với dòng điện một chiều như một dây dẫn có điện trở hoạt động thuần túy và sẽ không thể hiện bất kỳ độ tự cảm nào. Đây là cách điện trở dây được quấn.

Cooper lưỡng cực trong một mạch điện xoay chiều

Khi một dòng điện xoay chiều được đặt qua một cuộn dây có các vòng được sắp xếp tương đối với nhau theo kiểu «hai trục» của Cooper, dạng của từ trường sẽ phụ thuộc chủ yếu vào tần số của dòng điện. Và nếu chiều dài của dây trong một cuộn dây như vậy tương ứng với bước sóng của dòng điện xoay chiều chạy qua nó, thì từ trường bên ngoài trên một cuộn dây như vậy thực sự có thể thu được như trên một đường dây dài hoặc ăng ten.