Біфілярна котушка

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Види біфілярних котушок

Плоска індукційна котушка Ніколи Тесли.
Котушка з безіндукційною намоткою.

Біфіля́рна коту́шка — електромагнітна котушка, яка містить дві близько розташовані, паралельні обмотки. У техніці, слово біфіляр описує дріт, який зроблений з двох ниток або кабелів. Воно зазвичай використовується, щоб позначити спеціальні типи дроту для обмоток трансформаторів. Дріт може бути куплений в біфілярній формі, зазвичай як різні кольорові емальовані дроти, зв'язані разом. Для трьох кабелів, використовується термін тріфілярна котушка.

Опис і застосування[ред.ред. код]

Є чотири типи біфілярно намотаних котушок:

  1. паралельне намотування, послідовне з'єднання;
  2. паралельне намотування, паралельне з'єднання;
  3. зустрічно намотана котушка, послідовне з'єднання;
  4. зустрічно намотана котушка, паралельне з'єднання.

Деякі біфіляри мають суміжні котушки, в яких витки розташовані так, щоб різниця потенціалів була збільшена (наприклад: струм тече в однаковому паралельному напрямі). Магнітне поле, створене однією обмоткою помножується зі створеним іншою, призводячи до більшого чистого магнітного поля. В інших — витки розташовані так, щоб струм тік у протилежних напрямах. Тому магнітне поле, створене однією обмоткою є рівним і направленим протилежно створеному іншою, призводячи до чистого магнітного поля рівному нулю (наприклад, нейтралізуючи будь-які негативні ефекти в котушці). В електричних термінах, це означає, що коефіцієнт самоіндукції котушки — нуль.

Біфілярна котушка (яка частіше зветься біфілярною обмоткою) використовується в сучасній електротехніці як спосіб створення дротяного резистора з незначним паразитним коефіцієнтом самоіндукції.

Тороїдальний трансформатор з біфілярною намоткою.

Інший тип біфілярної котушки використовується в деяких обмотках реле і трансформаторах, що використовуються для комутації джерела живлення, щоб подавити зворотну ерс. В цьому випадку, дві дротяні котушки близько розташовані і намотані паралельно, але електрично ізольовані одна від одної. Котушка первинної обмотки управляє реле, і котушка вторинної обмотки замкнута накоротко в корпусі. Коли струм через первинну обмотку не тече, як трапляється, коли реле відключене, більшість магнітної енергії тече через вторинну обмотку, яка перетворює її в тепло своїм внутрішнім опором. Це — тільки один з декількох методів поглинання енергії від котушки первинної обмотки перш, ніж це може пошкодити пристрій (зазвичай уразливий напівпровідник), який запускає реле. Головна незручність цього методу полягає в тому, що це сильно збільшує час перемикання реле.

При застосуванні в перемикаючому трансформаторі, одна обмотка біфілярної котушки використовується як спосіб переміщення енергії, що запасається в паразитному магнітному потоці, який не в змозі пов'язати котушку первинної обмотки з котушкою вторинної обмотки трансформатора. Унаслідок їхньої близькості, обидва дроти біфілярної котушки «бачать» один і той же паразитний магнітний потік. Один дріт заземлений, зазвичай через діод, так, щоб, коли до іншого первинного дроту біфілярной котушки більше не прикладається напруга в поперечному напрямі комутаційним транзистором, паразитний магнітний потік генерував струм на затискачах котушки з первинною напругою, що з'являється в поперечному напрямі, примушуючи рівну напругу з'явитися в поперечному напрямі до первинної обмотки. Якби затискачі цієї котушки не використовувалися, то паразитний магнітний потік спробував би змусити струм текти через первинний дріт. Оскільки первинний дріт відімкнутий, і комутаційний транзистор знаходиться в замкнутому стані, висока напруга, яка з'явилася б на напівпровідниковому комутаційному транзисторі, перевищить його пробивну напругу або навіть пошкодить його.

Історія[ред.ред. код]

Ранній приклад біфілярної котушки може знаходимо в Н. Тесла в патенті Сполучених Штатів за номером 512 340 від 1894 року. Тесла пояснює, що в окремих випадках застосування такої (він не вказує, в яких саме випадках) коефіцієнт самоіндукції звичайної котушки є небажаним і його має бути нейтралізовано підключенням зовнішніх конденсаторів. У такому випадку біфілярна котушка сама збільшила власну ємність із заощадженням на вартості конденсаторів. Відомо, що неіндуктивні дротяні резистори, де обмотки намотані зустрічно для зведення до нуля коефіцієнта самоіндукції, не є видом біфілярної котушки.