2 種類のバイファイラ コイル - Tesla バイファイラと Cooper バイファイラ

機能的には 2 つの特殊なタイプを区別できます バイファイラーコイル 並列巻線: 最初のタイプのコイルの場合、隣接する巻線の電流は同じ方向に流れますが、2 番目のタイプのコイルの場合、隣接する巻線の電流は反対方向に流れます。最初のタイプのコイルの代表的なものは、よく知られているバイファイラー コイルです。 ニコラ・テスラ2 番目のタイプのコイルの例は、クーパー バイファイラー コイルです。

どちらのタイプのコイルも、単一のワイヤでコイルを巻く代わりに、これらのコイルを 2 本のワイヤで同時に巻いた後、これらのワイヤを直列に接続するという点で珍しいです。テスラ型コイルでは、端 (従来の) コイルの一方の部分は原点に接続され、もう一方の部分は、完成したコイルの自由ワイヤがコイルの異なる側に現れ、クーパーのバイファイラーでは、コイルの 2 つの部分の端が結合されます。一方の側からは自由なワイヤーが反対側から出ています。説明した巻き方は、バイファイラー コイルの円筒形と平坦バージョンの両方で使用されます。

その結果、コイルは DC 回路と AC 回路で根本的に異なる動作をします。これらのコイルの特性が何であるか、そしてこれらのコイルにさまざまな種類の電流が流れるとどのように動作するかを見てみましょう。

DC回路のテスラバイファイラー

コイルに直流電流が流れると、その電流の大きさに比例した永久磁場がコイルの各巻線の周囲に現れます。そして、後続の各巻きの磁場 (磁気誘導 B) と前の巻きの磁場を加算することで、コイルの全磁場が得られます。

この場合、直流テスラ バイファイラーの場合、コイルの 2 つの部分が互いに直列に接続されていることは問題ではありませんが、ここで重要なのは、各巻線の電流の大きさと方向が同じであることです。 、あたかもコイルが1本の単線で巻かれているかのように、インダクタンス（コイル内の電流とコイルによって生成される磁束の間の係数の比例関係）はまったく同じであることが判明し、磁場は同じ大きさになります。従来の同形状・同巻数のコイルと同等です。

AC回路のバイファイラーテスラ

交流がバイファイラー テスラ コイルを通過すると、特徴的なコイルは顕著な回転静電容量として現れ始め、共振周波数でインダクタンスを「中和」することさえできます。巻線は、各ペアの巻線間の電位差が最大になるように相互に配置されており、コイルに並列に接続されたコンデンサの類似物です。

このようなバイファイラーコイルは、コイルではなく高品質の並列発振回路であるかのように、特定の（共振）周波数で妨げられない交流を流し、アクティブな抵抗のみを提供することがわかりました。このようなコイルは、交流 EMF 源と並列に回路に接続されているため、並列発振回路として共振周波数でエネルギーを蓄積することができ、そのエネルギーは隣接する巻線間の電位差の 2 乗に比例します。

DC回路のバイファイラークーパー

バイファイラー巻線では、隣接する巻線の直流電流が反対方向で同じ大きさになります (つまり、このような画像は、クーパーの「バイファイラー」タイプで作られたコイル内の直流電流で観察されます)。各巻線ペアの磁場が互いに中和するため、コイルはゼロに等しくなります。その結果、このタイプのコイルは直流に対して純粋な能動抵抗の導体として動作し、インダクタンスを示さないことになります。ワイヤー抵抗器はこのように巻かれます。

交流回路におけるクーパーバイファイラー

クーパーの「バイファイラー」タイプでターンが相互に配置されているコイルに交流電流が印加されると、磁場のパターンは主に電流の周波数に依存します。そして、そのようなコイル内のワイヤの長さが、それを通過する交流の波長に比例することが判明した場合、そのようなコイル上の外部磁場は、実際には長い線路またはアンテナのように得られる。