Dos tipus de bobines bifilars: Tesla bifilar i Cooper bifilar

Funcionalment, es poden distingir dos tipus especials bobines bifilars Enrotllament paral·lel: per a les bobines del primer tipus, els corrents de les espires adjacents es dirigeixen en la mateixa direcció, mentre que per a les bobines del segon tipus, els corrents de les espires adjacents flueixen en direccions oposades. Un destacat representant del primer tipus de bobina és la coneguda bobina bifilar Nikola Tesla, un exemple de bobina del segon tipus és la bobina bifilar Cooper.

Els dos tipus de bobines són inusuals perquè en lloc d'enrotllar una bobina en una bobina amb un sol cable, aquestes bobines s'enrotllen simultàniament amb dos cables, després dels quals aquests cables es connecten en sèrie: en una bobina de tipus Tesla, l'extrem (convencionalment ) d'una part de la bobina està connectada a l'origen, l'altra part, mentre que els cables lliures de la bobina acabada surten a diferents costats d'aquesta, i en el bifilar de Cooper, els extrems de les dues parts de la bobina es combinen en un costat, mentre que els seus cables lliures surten de l'altre costat.Els mètodes de bobinat descrits s'utilitzen tant en versions cilíndriques com planes de bobines bifilars.

El resultat són bobines que es comporten de manera radicalment diferent en circuits de corrent continu i alterna. Vegem quines són les característiques d'aquestes bobines i com es comportaran aquestes bobines amb diferents tipus de corrent que hi circula.

Tesla bifilar en circuit DC

Quan un corrent continu flueix per la bobina, apareix un camp magnètic permanent proporcional a la magnitud d'aquest corrent al voltant de cadascuna de les seves espires. I sumant els camps magnètics (inducció magnètica B) de cada volta posterior amb els camps magnètics de les voltes anteriors, obtenim el camp magnètic total de la bobina.

En aquest cas, per a un Tesla bifilar de corrent continu, no importa que les dues parts de la bobina estiguin connectades entre si en sèrie, però el que és important aquí és que els corrents en cadascuna de les seves espires tinguin la mateixa magnitud i direcció. , com si la bobina estigués enrotllada amb un cable sòlid: la inductància (proporcionalitat del coeficient entre el corrent de la bobina i el flux magnètic generat per ella) resulta ser exactament la mateixa, el camp magnètic serà de la mateixa magnitud com el d'una bobina convencional de la mateixa forma, amb el mateix nombre de voltes.

Tesla bifilar en circuit AC

Quan un corrent altern passa per una bobina de Tesla bifilar, la bobina característica comença a manifestar-se com una capacitat de gir pronunciada, que fins i tot és capaç de "neutralitzar" la inductància a la freqüència de ressonància. Les espires, situades entre elles de manera que la diferència de potencial entre elles en cada parell sigui màxima, són un anàleg d'un condensador connectat en paral·lel a la bobina.

Resulta que aquesta bobina bifilar passarà corrent altern sense obstacles a una determinada freqüència (ressonant), proporcionant només resistència activa, com si fos un circuit oscil·lador paral·lel d'alta qualitat, i no una bobina. En estar connectada al circuit en paral·lel amb la font d'EMF altern, aquesta bobina pot acumular energia a la freqüència de ressonància com un circuit oscil·lant paral·lel, on l'energia és proporcional al quadrat de la diferència de potencial entre espires adjacents.

Cooper bifilar en circuit DC

En un bobinatge bifilar, on els corrents directes en spires adjacents tenen direccions oposades i la mateixa magnitud (és a dir, aquesta imatge s'observa amb un corrent continu en una bobina feta del tipus "bifilar" de Cooper), el camp magnètic total de la bobina serà igual a zero perquè els camps magnètics de cada parell de voltes es neutralitzen mútuament. Com a resultat, una bobina d'aquest tipus es comportarà respecte al corrent continu com un conductor de resistència activa pura i no mostrarà cap inductància. Així és com s'enrotllen les resistències de cable.

Cooper bifilar en un circuit de corrent altern

Quan s'aplica un corrent altern a través d'una bobina les espires de la qual estan disposades entre si en el tipus «bifilar» de Cooper, el patró del camp magnètic dependrà principalment de la freqüència del corrent. I si la longitud del cable d'aquesta bobina resulta ser proporcional a la longitud d'ona del corrent altern que la travessa, llavors el camp magnètic extern d'aquesta bobina es pot obtenir com en una línia llarga o antena.