Cewka bifilarna i jej zastosowanie

Cewka bifilarna to cewka z dwoma równoległymi przewodami umieszczonymi obok siebie na wspólnej ramie i odizolowanymi od siebie w całej cewce.

To samo słowo „bifilarny” można przetłumaczyć z angielskiego jako dwuprzewodowy lub dwuprzewodowy, dlatego drut bifilarny jest zwykle nazywany drutem wykonanym w postaci dwóch odizolowanych od siebie drutów - zwykłe druty dwuprzewodowe mogą w zasadzie , należy przypisać drutom bifilarnym. Oznacza to, że termin „uzwojenie bifilarne” odnosi się do uzwojeń wykonanych z drutu bifilarnego.

Tak więc, w zależności od kierunku nawijania dwóch drutów i rodzaju ich połączenia ze sobą w uzwojeniu bifilarnym, można uzyskać cztery możliwe opcje wykonania takich uzwojeń:

• Cewka równoległa, połączenie szeregowe;

• Uzwojenie równoległe, połączenie równoległe;

• Cewka jest licznikiem, połączenie jest szeregowe;

• Uzwojenie przeciwne, połączenie równoległe.

I bez względu na to, jak uzwojenie bifilarne jest uzwojone, po podłączeniu do obwodu zostanie zrealizowana jedna z dwóch opcji interakcji prądów dwóch tworzących je drutów.

Pierwsza opcja polega na tym, że prądy są kierowane w jednym kierunku, w tym przypadku pola magnetyczne prądów dwóch żył są sumowane, co daje całkowite pole magnetyczne, które będzie większe niż pole magnetyczne każdej z żył bifilarnych z osobna .

Druga opcja to skierowanie prądów w przeciwnych kierunkach, w takim przypadku pola magnetyczne prądów dwóch rdzeni będą się znosić, w wyniku czego całkowite pole magnetyczne wyniesie zero, tj. indukcyjność cewki będzie bliski zeru.

W nowoczesnej technice uzwojenia bifilarne z równoległym uzwojeniem połączenia szeregowego (prądy są równe i skierowane w przeciwnych kierunkach) służą do tworzenia rezystorów drucianych w celu zmniejszenia indukcyjności pasożytniczej elementu do minimum (całkowite pole magnetyczne jest bliskie zeru). .

W uzwojeniach niektórych transformatorów i podwójnych dławikach zasilaczy impulsowych, a także w uzwojeniach niektórych przekaźników stosuje się uzwojenia bifilarne do tłumienia niebezpiecznych emisji przełączania samoindukującego się pola elektromagnetycznego.

Cewka dwuprzewodowa pełni podwójną funkcję. Pierwszy przewód służy jako uzwojenie pierwotne transformatora lub cewki indukcyjnej, a drugi to uzwojenie ochronne, ograniczające, którego funkcją jest obliczanie udaru komutacyjnego pola elektromagnetycznego. W niektórych przekaźnikach drugi przewód jest zwarty ze sobą i rozprasza na sobie płukanie wsteczne, gdy przekaźnik się otwiera.

Przy załączaniu zasilania cewka zabezpieczająca nie ulega zwarciu, ogranicza jedynie udar przełączający pola elektromagnetycznego, kierując energię przez diodę z powrotem do źródła zasilania lub do tłumika, dzięki czemu obwód uzwojenia pierwotnego jest chroniony, napięcie przełącznika nie przeskakuje powyżej sejfu, a przełącznik (tranzystor) nie pali się.

Zasługuje na szczególną uwagę Cewka bifilarna Tesli, który naukowiec opatentował w 1894 r., to patent USA nr 512340. Sam Tesla zauważył w patencie, że aby nadać cewce większą pojemność własną, konieczne jest połączenie dwóch przewodów bifilarnych szeregowo, tak aby prądy były skierowane w jednym kierunku, to chociaż indukcyjność pozostaje taka sama, pojemność własna takiej cewki wzrośnie. A im wyższe napięcie, tym silniejszy będzie efekt tej pojemności międzyobrotowej.

Wniosek jest taki, że w bifilarnej cewce Tesli napięcie między dwoma sąsiednimi zwojami jest większe niż w konwencjonalnej cewce jednoprzewodowej z połową napięcia przyłożonego do cewki.

Nikola Tesla wykorzystuje uzwojenia bifilarne, aby nadać obwodom większą pojemność wewnętrzną, a tym samym uniknąć stosowania drogich kondensatorów. W swoich wykładach naukowiec wspomina o uzwojeniach bifilarnych właśnie jako o narzędziu do zwiększania pojemności własnej obwodów ładowania i pracy różnych wysokonapięciowych urządzeń wysokiej częstotliwości, które opracował zarówno do zasilania wydajnych źródeł światła, jak i do przesyłania energii na odległość bez przewodów.