Два типа бифиларних калемова — Тесла бифиларни и Купер бифиларни

Функционално се могу разликовати два посебна типа бифиларни калемови паралелни намотај: за калемове првог типа струје у суседним завојима су усмерене у истом смеру, док за калемове другог типа струје у суседним завојима теку у супротним смеровима. Истакнути представник прве врсте завојница је познати бифиларни калем Никола Тесла, пример завојнице другог типа је Купер бифиларни калем.

Обе врсте намотаја су необичне по томе што се уместо намотавања намотаја на калем са једном жицом, ови намотаји истовремено намотају са две жице, након чега се ове жице повезују у серију: у завојници типа Тесла, крај (конвенционално ) једног дела намотаја је повезан са исходиштем, другим делом, док слободне жице готовог калема излазе на различите његове стране, а у Куперовом бифилару крајеви два дела завојнице су спојени на са једне стране, док њене слободне жице излазе са друге стране.Описани методи намотаја се користе и у цилиндричној и у равним верзијама бифиларних намотаја.

Резултат су калемови који се понашају радикално различито у ДЦ и АЦ круговима. Хајде да погледамо које су карактеристике ових калемова и како ће се ти калемови понашати са различитим врстама струје која тече кроз њих.

Тесла бифилар у ДЦ колу

Када једносмерна струја протиче кроз калем, око сваког његовог завоја појављује се стално магнетно поље пропорционално величини те струје. А сабирањем магнетних поља (магнетних индукција Б) сваког следећег завоја са магнетним пољима претходних завоја, добијамо укупно магнетно поље завојнице.

У овом случају, за Теслин бифилар једносмерне струје није битно да су два дела завојнице повезана један са другим у серији, већ је овде важно да струје у сваком његовом завоју имају исту величину и правац. , као да је завојница намотана једном чврстом жицом - индуктивност (пропорционалност коефицијента између струје у завојници и магнетног флукса који се њиме ствара) испада потпуно иста, магнетно поље ће бити исте величине као код конвенционалног намотаја истог облика, са истим бројем завоја.

Бифиларни Тесла у колу наизменичне струје

Када наизменична струја прође кроз бифиларни Теслин калем, карактеристични калем почиње да се манифестује као изражен обртни капацитет, који је чак у стању да „неутралише“ индуктивност на резонантној фреквенцији. Завоји, лоцирани један према другом, тако да је разлика потенцијала између њих у сваком пару максимална, аналогни су кондензатору спојеном паралелно са калемом.

Испоставља се да ће такав бифиларни калем проћи несметану наизменичну струју на одређеној (резонантној) фреквенцији, пружајући само активни отпор, као да је то висококвалитетно коло паралелног осцилатора, а не калем. Будући да је повезан на коло паралелно са извором наизменичне ЕМФ, такав калем може да акумулира енергију на резонантној фреквенцији као паралелно осцилационо коло, где је енергија пропорционална квадрату разлике потенцијала између суседних навоја.

Бифилар Цоопер у ДЦ колу

У бифиларном намотају, где једносмерне струје у суседним завојима имају супротне смерове и исту величину (наиме, таква слика се посматра са једносмерном струјом у калему направљеном од „бифиларног“ типа Купера), укупно магнетно поље од калем ће бити једнак нули јер се магнетна поља у сваком пару завоја међусобно неутралишу. Као резултат тога, калем овог типа ће се понашати у односу на једносмерну струју као проводник чистог активног отпора и неће показивати никакву индуктивност. Овако се намотају жичани отпорници.

Куперов бифилар у колу наизменичне струје

Када се наизменична струја примени кроз калем чији су завоји распоређени један у односу на други у Куперовом «бифиларном» типу, образац магнетног поља зависиће углавном од фреквенције струје. А ако се испостави да је дужина жице у таквом калему сразмерна таласној дужини наизменичне струје која пролази кроз њу, онда се спољашње магнетно поље на таквом калему заправо може добити као на дугачкој линији или антени.