Бифилярная катушка
Бифилярная катушка — это электромагнитная катушка , содержащая две близко расположенные параллельные обмотки. В электротехнике слово «бифилярный» обозначает провод , состоящий из двух нитей или жил. Его обычно используют для обозначения специальных типов проводов трансформаторов обмоточных . Проволоку можно приобрести в бифилярной форме, обычно это эмалированная проволока разного цвета, соединенная вместе. термин трифилярная катушка Для трех нитей используется .
Описание и применение
[ редактировать ]| Конфигурации бифилярной катушки |
|
Бифилярная катушка с параллельной обмоткой и последовательным соединением — это то, как ее запатентовал Никола Тесла (512340) . Таким образом, емкость между параллельными обмотками заряжается за счет увеличенной разности напряжений (1/2 напряжения питания) между последовательно соединенными обмотками. Это позволяет катушке удерживать значительно увеличенное количество энергии в своем электрическом поле и резко снижает резонансную частоту катушки.
Некоторые бифиляры имеют соседние катушки, витки которых расположены так, что разность потенциалов увеличивается (т. е. ток течет в одном и том же параллельном направлении). Другие намотаны так, что ток течет в противоположных направлениях. Таким образом, магнитное поле, создаваемое одной обмоткой, равно и противоположно полю, создаваемому другой, в результате чего суммарное магнитное поле равно нулю (т. е. нейтрализуется любые негативные эффекты в катушке). В электрическом смысле это означает, что самоиндукция катушки равна нулю.
Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярной обмоткой ) применяется в современной электротехнике как средство построения проволочных резисторов с незначительной паразитной самоиндукцией. [1]
Другой тип бифилярной катушки используется в некоторых обмотках реле и трансформаторах, используемых в импульсном источнике питания для подавления обратной ЭДС . В этом случае две проволочные катушки расположены близко друг к другу и намотаны параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Первичная катушка приводится в действие реле, а вторичная катушка закорочена внутри корпуса. Когда ток через первичную обмотку прерывается, как это происходит при выключении реле, большая часть магнитной энергии перехватывается вторичной катушкой, которая преобразует ее в тепло в своем внутреннем сопротивлении. Это лишь один из нескольких методов поглощения энергии из первичной катушки, прежде чем она может повредить устройство (обычно уязвимый полупроводник ), которое управляет реле. Основным недостатком этого метода является то, что он значительно увеличивает время переключения реле.
При использовании в переключающем трансформаторе одна обмотка бифилярной катушки используется как средство удаления энергии, накопленной в паразитном магнитном потоке , который не может соединить первичную катушку со вторичной катушкой трансформатора. Из-за своей близости провода бифилярной катушки «видят» один и тот же рассеянный магнитный поток. замыкается на землю Один провод обычно с помощью диода, так что, когда на другой «первичный» провод бифилярной катушки больше не подается напряжение, приложенное к нему переключающим транзистором, рассеянный магнитный поток генерирует ток в фиксирующей катушке с первичной обмоткой. На нем появляется боковое напряжение, вызывающее появление равного напряжения на первичной обмотке. Если бы эта фиксирующая катушка не использовалась, паразитный магнитный поток пытался бы заставить ток течь через первичный провод. Поскольку первичный провод отключен, а переключающий транзистор находится в состоянии высокого сопротивления , высокое напряжение, которое может появиться на полупроводниковом переключающем транзисторе, превысит его напряжение. электрический пробой или даже повредить его.
Бифилярные катушки создают индуктивность в синфазном режиме, но не создают индуктивность в дифференциальном режиме. Катушки в такой комбинации широко используются для исключения попадания или выхода синфазных сигналов из цепей электронной сигнализации. Такое расположение используется при передаче и приеме кабелей Ethernet. [2] и заметно в виде ферритовой бусины, прикрепленной к внешней стороне кабелей USB, блока питания ноутбука и HDMI.
История
[ редактировать ]Немецкий физик Вильгельм Эдуард Вебер использовал бифилярную катушку в своем электродинамометре 1848 года . [3] Большие примеры использовались в «Электромагнитной батарее» изобретателя Дэниела Макфарланда Кука 1871 года. [4] и эксперименты Николы Теслы с высокочастотной мощностью в конце 1800-х годов. [5] Никола Тесла запатентовал бифилярную катушку 9 января 1894 года, назвав ее «катушкой для электромагнитов». [5]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Неиндуктивные резисторы с проволочной обмоткой» (PDF) . Token Electronics Industry Co., Ltd. 2010 г. Проверено 7 апреля 2015 г.
- ^ «Магнитные устройства для поверхностного монтажа с одним портом 10/100Base-T и различными коэффициентами поворота» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2012 года . Проверено 7 апреля 2015 г.
- ^ Ежегодник научных открытий, Гулд и Линкольн, 1851 г., стр. 125.
- ^ Андерсен, Кент (2013). Спасение планеты Земля: практический подход . п. 47. ИСБН 978-1-257-20704-6 .
- ^ Jump up to: а б Патент США 512 340 от 1894 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- патент Теслы
- Бифилярные катушки реле
- Катушки сопротивления для работы на переменном токе. Автор: Харви Линкольн Кертис, Фредерик Уоррен Гровер, США. Бюро стандартов. Перепечатка нет. 177.