Бифилярная катушка - Bifilar coil

Безиндуктивная бифилярная обмотка
Никола Тесла плоская индуктивная бифилярная катушка.

А бифилярная катушка является электромагнитная катушка который содержит две близко расположенные параллельные обмотки. В инженерное дело, слово бифилярный описывает провод который состоит из двух нитей или прядей. Обычно он используется для обозначения особых типов обмоточный провод за трансформаторы. Проволока может быть куплена в бифилярной форме, обычно в виде эмалированной проволоки разного цвета, соединенной вместе. Для трех нитей термин трехниточная катушка используется.

Описание и приложения

Конфигурации бифилярной катушки
  1. с параллельной обмоткой, последовательно соединенные
  2. с параллельной обмоткой, с параллельным подключением
  3. контрнамотка (серия)
  4. контрнамотка (параллельная)

Некоторые бифиляры имеют соседние витки, в которых витки расположены так, что разность потенциалов увеличивается (т. е. ток течет в том же параллельно направление). Другие намотаны так, что ток течет в противоположных направлениях. Таким образом, магнитное поле, создаваемое одной обмоткой, равно и противоположно полю, создаваемому другой, что приводит к нулевому чистому магнитному полю (то есть нейтрализует любые негативные эффекты в катушке). В электрических терминах это означает, что самоиндукция катушки равен нулю.

Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярная намотка) используется в современной электротехнике как средство построения проволочный резисторы с незначительной паразитной самоиндукцией.[1]

Тороидальный трансформатор с бифилярной обмоткой.

Бифилярная катушка другого типа используется в некоторых реле обмотки и трансформаторы используется для импульсный источник питания подавить обратная ЭДС. В этом случае две катушки с проводами расположены близко друг к другу и намотаны параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Первичная обмотка приводится в действие реле, а вторичная обмотка закорачивается внутри корпуса. Когда ток через первичную обмотку прерывается, как это происходит, когда реле выключено, большая часть магнитной энергии перехватывается вторичной катушкой, которая преобразует ее в высокая температура в своем внутреннем сопротивлении. Это только один из нескольких методов поглощения энергии первичной обмотки до того, как она может повредить устройство (обычно уязвимое полупроводник ), который приводит в действие реле. Основным недостатком этого метода является то, что он значительно увеличивает время переключения реле.

При использовании в переключении трансформатор, одна обмотка бифилярной катушки используется как средство отвода энергии, накопленной в паразитных магнитный поток который не может связать первичная обмотка к вторичная обмотка трансформатора. Из-за их близости провода бифилярной катушки "видят" один и тот же паразитный магнитный поток. Один провод зажимается земля обычно диод так что, когда другой «первичный» провод бифилярной катушки больше не имеет напряжения, приложенного к нему переключающим транзистором, паразитный магнитный поток генерирует ток в зажимной катушке с напряжением первичной стороны, появляющимся на нем, вызывая равное напряжение появиться на первичной обмотке. Если бы эта зажимная катушка не использовалась, паразитный магнитный поток попытался бы заставить ток течь через первичный провод. Поскольку первичный провод отключен, а переключение транзистор находится в высоком сопротивление состояние, высокое напряжение, которое может появиться на полупроводник коммутирующий транзистор превысит свой электрический пробой или даже повредить его.

Бифилярные катушки создают индуктивность в синфазном режиме, но не создают индуктивности в дифференциальном режиме. Катушки в такой комбинации широко используются для исключения входа или выхода синфазных сигналов из электронных сигнальных цепей. Такое расположение используется в магнитопроводах передачи и приема кабелей Ethernet.[2] и заметно в виде ферритовой бусины, прикрепленной к внешней стороне USB, источника питания ноутбука и кабелей HDMI.

История

Немецкий физик Вильгельм Эдуард Вебер использовал бифилярную катушку в своем 1848 г. электродинамометр.[3] Большие примеры были использованы в работе изобретателя Дэниела МакФарланда Кука 1871 года «Электромагнитная батарея».[4] и Никола Тесла эксперименты с высокочастотной мощностью в конце 1800-х годов.[5] Никола Тесла запатентовал бифилярную катушку 9 января 1894 года, назвав ее «катушкой для электромагнитов».[5]

Смотрите также

Электродинамометр с бифилярной обмоткой. Страница из Трактат об электричестве и магнетизме Том 2.

Рекомендации

  1. ^ «Неиндуктивные резисторы с проволочной обмоткой» (PDF). 2010. Получено 7 апреля 2015.
  2. ^ «Однопортовый магнитопровод для поверхностного монтажа 10 / 100Base-T с различным коэффициентом поворота» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 31 июля 2012 г.. Получено 7 апреля 2015.
  3. ^ Ежегодник научных открытий, Гулд и Линкольн, 1851 г., стр. 125
  4. ^ Андерсен, Кент (2013). Спасение планеты Земля: практический подход. п. 47. ISBN  978-1-257-20704-6.
  5. ^ а б Патент США 512,340 от 1894 г.

внешняя ссылка