Deux types de bobines bifilaires - bifilaire Tesla et bifilaire Cooper

Fonctionnellement, deux types spéciaux peuvent être distingués bobines bifilaires enroulement parallèle : pour les bobines du premier type, les courants dans les spires adjacentes sont dirigés dans le même sens, tandis que pour les bobines du second type, les courants dans les spires adjacentes circulent dans des sens opposés. Un représentant éminent du premier type de bobine est la bobine bifilaire bien connue Nicolas Tesla, un exemple de bobine du second type est la bobine bifilaire de Cooper.

Les deux types de bobines ont la particularité qu'au lieu d'enrouler une bobine sur une bobine avec un seul fil, ces bobines sont enroulées simultanément avec deux fils, après quoi ces fils sont connectés en série : dans une bobine de type Tesla, l'extrémité (classiquement ) d'une partie de la bobine est connectée à l'origine, son autre partie, tandis que les fils libres de la bobine finie ressortent de différents côtés de celle-ci, et dans le bifilaire de Cooper, les extrémités des deux parties de la bobine sont combinées sur d'un côté, tandis que ses fils libres ressortent de l'autre côté.Les méthodes d'enroulement décrites sont utilisées dans les versions cylindriques et plates des bobines bifilaires.

Le résultat est des bobines qui se comportent radicalement différemment dans les circuits CC et CA. Regardons quelles sont les caractéristiques de ces bobines et comment ces bobines se comporteront avec différents types de courant qui les traversent.

Tesla bifilaire dans un circuit DC

Lorsqu'un courant continu traverse la bobine, un champ magnétique permanent proportionnel à l'amplitude de ce courant apparaît autour de chacune de ses spires. Et en additionnant les champs magnétiques (inductions magnétiques B) de chaque tour suivant avec les champs magnétiques des tours précédents, on obtient le champ magnétique total de la bobine.

Dans ce cas, pour un bifilaire Tesla à courant continu, peu importe que les deux parties de la bobine soient connectées l'une à l'autre en série, mais ce qui est important ici, c'est que les courants dans chacune de ses spires aient la même amplitude et la même direction , comme si la bobine était enroulée avec un fil solide - l'inductance (proportionnalité du coefficient entre le courant dans la bobine et le flux magnétique généré par celle-ci) s'avère être exactement la même, le champ magnétique sera de la même amplitude comme celle d'une bobine classique de même forme, avec le même nombre de spires.

Tesla bifilaire en circuit alternatif

Lorsqu'un courant alternatif traverse une bobine Tesla bifilaire, la bobine caractéristique commence à se manifester par une capacité de rotation prononcée, qui est même capable de "neutraliser" l'inductance à la fréquence de résonance. Les spires, situées les unes par rapport aux autres de manière à ce que la différence de potentiel entre elles dans chaque paire soit maximale, sont analogues à un condensateur connecté en parallèle à la bobine.

Il s'avère qu'une telle bobine bifilaire laissera passer un courant alternatif sans entrave à une certaine fréquence (résonnante), ne fournissant qu'une résistance active, comme s'il s'agissait d'un circuit oscillateur parallèle de haute qualité, et non d'une bobine. Étant connectée au circuit en parallèle avec la source d'EMF alternative, une telle bobine peut accumuler de l'énergie à la fréquence de résonance en tant que circuit oscillant parallèle, où l'énergie est proportionnelle au carré de la différence de potentiel entre les spires adjacentes.

Cooper bifilaire en circuit DC

Dans un enroulement bifilaire, où les courants continus dans les spires adjacentes ont des directions opposées et la même amplitude (à savoir, une telle image est observée avec un courant continu dans une bobine de type "bifilaire" de Cooper), le champ magnétique total de la bobine sera égale à zéro car les champs magnétiques dans chaque paire de spires se neutralisent. De ce fait, une bobine de ce type se comportera vis-à-vis du courant continu comme un conducteur de pure résistance active et ne présentera aucune inductance. C'est ainsi que les résistances filaires sont enroulées.

Cooper bifilaire dans un circuit à courant alternatif

Lorsqu'un courant alternatif est appliqué à travers une bobine dont les spires sont disposées les unes par rapport aux autres dans le type «bifilaire» de Cooper, la configuration du champ magnétique dépendra principalement de la fréquence du courant. Et si la longueur du fil dans une telle bobine s'avère être proportionnelle à la longueur d'onde du courant alternatif qui la traverse, alors le champ magnétique externe sur une telle bobine peut en fait être obtenu comme sur une longue ligne ou une antenne.