Cтраница 1
Бифилярная обмотка ( в) применяется для уменьшения индуктивности и производится либо намоткой сложенным вдвое проводом, либо намоткой двух спаянных в начале проводов, сматываемых с отдельных катушек. Недостатком этой обмотки является большая разность потенциалов между ее началом и концом. [1]
Бифилярная обмотка является безиндукционной, так как она наматывается одновременно двумя концами провода, сложенного посредине. [2]
Бифилярная обмотка наматывается сложенным вдвое проводом и поэтому не обладает индуктивностью. Для таких обмоток используется константановый провод, что позволяет значительно уменьшить пространство, занимаемое обмоткой. [3]
Бифилярная обмотка рассчитывается, исходя из требуемой величины сопротивления. При этом диаметр обмоточного провода должен быть таким, чтобы обмотка состояла по возможности из целого числа рядов витков. [5]
Возле бифилярной обмотки должно проставляться позиционное обозначение того реле, которому принадлежит эта обмотка. [6]
Для получения бифилярной обмотки на каркас одновременно укладываются два провода одинакового диаметра и с одинаковой изоляцией. Соединение концов, принадлежащих двум обмоткам, так, как это показано на рис. 8 - 3, в, дает средний вывод, по отношению к которому обе половины будут симметричны по своим электрическим характеристикам. Бифи-лярные индукционные катушки допускают применение для настройки магнитных или немагнитных сердечников. [7]
Катушку с бифилярной обмоткой можно получить, если уложить в одни и те же пазы две секции катушки, одна из которых поворачивается на 180 вокруг параллельной пазам оси. [9]
Катушку с бифилярной обмоткой можно получить, если уложить в одни и те же пазы катушку, разделенную на две секции ( рис. 39 а), одна из которых поворачивается на 180 вокруг параллельной пазам оси. В пазах, где расположена катушка с бифилярной обмоткой, ток проходит по одной секции в одном направлении, по другой - в противоположном, Полярность полюсов определяется направлением тока в катушке с большим числом витков, поэтому секцию с большим числом витков условно называют основной, а с меньшим - бифилярной. [11]
Катушки с бифилярными обмотками не имеют железных сердечников - в них нет необходимости. [12]
Для уменьшения емкости бифилярной обмотки ее разделяют на ряд секций. Благодаря последовательному соединению емкостей отдельных секций общая емкость обмотки снижается. [14]
Искрогасящая катушка имеет бифилярную обмотку. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
«Бифилярная катушка — электромагнитная катушка, которая содержит две близко расположенных, параллельных обмотки.Есть четыре типа бифилярно намотанных катушек:1. параллельная намотка, последовательное соединение;2. параллельная намотка, параллельное соединение;3. встречно намотанная катушка, последовательное соединение;4. встречно намотанная катушка, параллельное соединение.Некоторые бифилярные катушки намотаны так, что ток в обеих обмотках течёт в одном и том же направлении. Магнитное поле, созданное одной обмоткой складывается с созданным другой, приводя к большему общему магнитному полю. В других — витки расположены так, чтобы ток протекал в противоположных направлениях. Поэтому магнитное поле, созданное одной обмоткой равно и направлено противоположно созданному другой, приводя к общему магнитному полю равному нулю. Это означает, что коэффициент самоиндукции катушки — ноль».
На рисунке выше изображена катушка первого вида и в ней магнитные поля обмоток складываются. Тесла указывал на то, что магнитное поле такой катушки намного больше, чем у обычной.Вот так выглядит катушка с нулевой самоиндукцией (второй вид):
Любому специалисту по одному её виду становится сразу понятно, что в такой катушке не может появиться индукционный ток, т.к. он будет направлен в обоих проводах в одну сторону и на концах проводов никакой разности потенциалов не будет. Такая катушка будет только греться, но никакой энергии не выдаст. Два оставшихся вида намотки – это частные случаи двух первых и особого интереса не представляют.
Т.к. безындукционная намотка слишком наглядна, то все известные мне изобретатели вечных двигателей сконцентрировались на первом виде намотки, дающем большое магнитное поле. Однако мне долго не давало покоя совершенно не понятное описание катушки в патенте. Вот этот текст:
«Я выяснил, что в каждой катушке существуют определённые взаимоотношения между её самоиндукцией и ёмкостью, что позволяет току данной частоты и потенциала проходить через неё с омическим сопротивлением (DL : здесь Тесла имеет в виду исчезновение реактивного сопротивления) или, другими словами, как если она работает без самоиндукции. Это происходит в результате взаимоотношений между характером тока и самоиндукцией и ёмкостью катушки, т.е. количество последнего достаточно для нейтрализации самоиндукции для данной частоты. Известно, что чем выше частота или разность потенциалов тока, тем меньше ёмкость требуется для нейтрализации самоиндукции, поэтому в любой катушке, особенно небольшой ёмкости, можно достичь поставленных целей, если добиться нужных условий».
И в конце что-то вроде предупреждения:
«Применяя моё изобретение, специалисты в этой области должны хорошо понимать зависимость между понятиями ёмкость, самоиндукция, частота и разность потенциалов тока. Также как и понимать какая ёмкость достигается и какая намотка должна иметь место для каждого конкретного случая».
Действительно, у каждой катушки есть ещё и своя небольшая ёмкость, которая скорее создаёт дополнительные проблемы, чем помогает их решить. К тому же, никто не делает конденсаторы из провода. В общем, стало понятно только то, что патент серьёзно правили и не оставили в нём самой главной информации, до которой, без глубокого понимания процесса, дойти невозможно.
Возможно, что на этом всё и закончилось бы, но мне взбрело в голову намотать катушку первого вида, чтобы проверить, на сколько сильнее магнитное поле она создаст, по сравнению с обычным электромагнитом.
Я нашёл катушку от старого реле длиной 5 см и с сопротивлением обмотки 300 Ом. При подаче на неё постоянного напряжения в 12 В контакты немного искрили и к сердечнику притягивалась железная шайба. Не очень сильно, но наглядно. Ток в цепи был около 40 мА, что соответствует закону Ома.
Т.к. катушка Тесла рассчитана на переменный ток, не подразумевает размещение нескольких дисков из обмоток рядом, а намотка проводом имела бы очень низкое сопротивление и просто сгорела бы от постоянного напряжения, я решил увеличить площадь сечения провода и намотал около 40-50 витков фольгой из старого электролитического конденсатора (очень сложно было ровно мотать сразу два слоя фольги с бумажными изоляторами, поэтому витки не считал). Соединил я обмотки по первому виду. Получилась катушка такой же длины, в два раза толще и с суммарным сопротивлением 7 Ом. По закону Ома ток в такой катушке должен был быть чуть меньше 2 А и фольга при подключении если и не сгорит сразу, то может сильно нагреться.
Однако, меня ждал сюрприз. При подключении питания была чуть заметная искра, а железная шайба даже не шелохнулась. Я сначала решил, что сработала защита от короткого замыкания, но оказалось, что нет. Тогда я померял сопротивление катушки и просто не поверил прибору: оно постоянно менялось от 1-2 Ом до 700 Ом и полного разрыва цепи. Пришлось вскрывать изоляцию катушки и мерять сопротивление каждой обмотки отдельно. Тут всё было в полном порядке: 3 и 4 Ома. Однако сопротивление всей цепи так и прыгало дальше. Вот тут-то я и вспомнил про текст из патента и какие-то упоминания про увеличенную ёмкость такого вида катушек. Я померял ёмкость своей катушки и прибор показал ровно 30 мкФ! Это при том, что обе обмотки соединены вместе!
Тогда я подключил питание, что бы померять ток и оказалось, что ток через неё практически не проходит (нужно будет проситься к товарищу с осциллографом и более точными приборами). Железная шайба не притягивалась вообще и магнитного поля я не обнаружил. Это было странно хотя бы потому, что все пишут про значительное увеличение магнитного поля.
После этого, раз это наполовину конденсатор, я стал мерять напряжение на отключенной катушке. Тут возникла ещё одна загадка: я ожидал, что напряжение будет порядка нескольких вольт и постепенно падать, как на обычном конденсаторе, а оказалось, что оно тоже постоянно колеблется, причём в бОльшую сторону. Сразу после отключения питания я увидел на контактах 0.5 В и оно начало расти до 0.8 В. Когда катушка пролежала сутки на контактах всё равно было остаточное напряжение в 0.2 В, которое в ходе измерения достаточно быстро опять доросло до 0.8 В. Это не так много, но тут дело в том, что катушка никак не хочет разряжаться. Даже после короткого замыкания она довольно быстро набирает свои 0.8 В. Возможно, это наводка от радиоволн, но на обычной катушке от реле, у которой витков раз в 30 больше ничего такого не наблюдается. Буду разбираться. Зато про намотку бифилярной катушки лентой и её свойствах я нигде упоминаний не нашёл, так что возможно буду первооткрывателем :)
С другой стороны, это ведь элементарно! Если Тесла хотел создать катушку с большой ёмкостью, то он просто обязан был делать её из ленты, как и конденсаторы, а не из провода. К тому же, он постоянно писал, что его катушка позволяет накапливать в себе намного больше энергии. Именно накапливать. Почему об этом не сохранилось никакой информации? Получается, что он создал LC колебательный контур без отдельных конденсаторов. Всё в одном устройстве!
Теперь становится немного понятнее, каким образом эта энергия накапливалась в катушке: ток индукции был в магнитном поле, а ток самоиндукции накапливался в ёмкости между витками. Получается, что Тесла придумал, как зарядить конденсатор сразу от магнитного поля без преобразователей и потерь! На резонансной частоте реактивное сопротивление этой катушки должно падать до нуля, токи складываться, а не мешать друг другу и резко увеличиваться. А т.к. на этой частоте она не будет создавать помех другим катушкам индуктивности, то сможет служить источником энергии и трансформатор опять превратится в генератор.
Всё это буду проверять уже после отпуска, а в следующем посте расскажу про загадки генератора Фарадея.
xteoretegx.livejournal.com
Плоскую бифилярная катушка Тесла. Патент этот я выбрал по нескольким причинам. Очень многие, не понимая сути изобретения, часто бросают реплику "попробуй использовать бифилярки Теслы, - получишь хороший прирост КПД в своих устройствах". Причём, люди эти, даже отдалённо не предполагают, почему, собственно, такой способ намотки, вдруг, делает катушку более эффективной.
Ведь, если приглядеться, то становится понятно, что ток направлен всегда в одну сторону (например, по часовой стрелке) во всех витках, - и чётных, относящихся к одной намотке, и не чётных, относящихся ко второй,.. то есть, точно так же, как и в плоской катушке с намоткой в один провод. И магнитное поле, возникающее в любом произвольном витке, точно так же мешает движению зарядов (тока) в следующем витке, как это происходит и в простой катушке. Более того, индуктивные бифилярки Теслы часто путают с неиндуктивными бифилярками Купера, в которых ток в произвольно выбранных двух соседних витках течёт в разных направлениях (и которые, по сути, являются статическими усилителями мощности и рождают ряд аномалий, в том числе и антигравитационные эффекты). Тогда же рождается параллельный вопрос, - если намотка в два провода улучшает параметры катушки, то почему бы ни намотать в три, четыре... провода, т.е. сделать трифилярную, квадрофилярную и т.д. катушку, и не увеличить этот положительный эффект ?
 |
Отгадка приходит, как ни странно, с русским переводом самого патента. Всё дело в разнице потенциалов в двух соседних витках. Тесла подробно исследовал процесс индукции и самоиндукции, а так же потери, возникающие в катушках. Он выяснил, что если очень сильно повысить ёмкость катушки, то для данной частоты тока, понижается сопротивление в витках и эффект самоиндукции стремительно падает. Подробнее об этих соотношениях читайте в патенте.
 |
Здесь на рисунке : верхняя кривая, - это величина, запасаемой энергии в бифилярной катушке Теслы, а нижняя кривая, - величина энергии в обычной плоской катушке, намотанной в один провод (опыт проведён в условиях резонанса).
Также многие не догадываются, что катушка эта разрабатывалась Теслой исключительно для условий резонанса (последовательный LС-контур, резонанс напряжений), и в обычном виде он её не использовал (точнее - использовал, но об этом, как нибудь в другой раз). В резонансе на концах индуктивности (катушки) появляется потенциал гораздо более мощный, чем внешний управляющий сигнал контура (подаваемое напряжение). Но снять напрямую его от туда нельзя. При подключении нагрузки соотношение L и C резонансного контура нарушается (уменьшается индуктивность) и система выходит из резонанса. Сам Тесла (в свой ранний творческий период) и не ставил такой цели. Поэтому, название патента очень хорошо отражает суть изобретения.
 |
В более поздний период Тесла, конечно же, возжелал отобрать эту колоссальную, появляющуюся в катушке мощность (энергию свободных вибраций). Здесь нам на руку играет тот факт, что катушка индуктивная. Т.е. её можно использовать в качестве одной из обмоток трансформатора. Если сделать трансформатор с асимметричной взаимоиндукцией первичной и вторичной обмотки, то можно на вторичную повесить нагрузку и наслаждаться халявой. Если нагрузка имеет статический характер (например, лампочка), то всё на порядок упрощается, - в этом случае, даже трансформатор не обязателен. Главное - всё точно рассчитать. А теперь, собственно, сам патент :
Тому, кого это может касаться.
Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке изобрёл полезное усовершенствование в катушках для электромагнитов и других аппаратов, которое ниже описано в сопровождении рисунков. В электромеханических аппаратах и системах переменного тока самоиндукционные катушки или проводники могут во многих случаях работать с потерями, что известно, как промышленная эффективность, и что приносит вред в различных аспектах. Эффект самоиндукции упомянутый выше, может быть нейтрализован ёмкостью тока определённой степени в соответствии с самоиндуктивностью и частотой тока. Это достигается использованием конденсаторов, собранных и применяемых как отдельный инструмент.
Моё это изобретение имеет целью изготовить катушки совершенными и избежать вовлечение конденсаторов, которые дорогие, громоздкие и труднорегулируемые. Я заявляю, что в термин "катушка" я включаю понятия соленоиды или любые проводники различные части которых находятся во взаимоотношениях друг с другом и фактически повышают самоиндукцию.
Я выяснил, что в каждой катушке существуют определённые взаимоотношения между её самоиндукцией и ёмкостью, что позволяет току данной частоты и потенциала проходить через неё с омическим сопротивлением (DL : здесь Тесла имеет в виду исчезновение реактивного сопротивления) или, другими словами, как если она работает без самоиндукции. Это происходит в результате взаимоотношений между характером тока и самоиндукцией и ёмкостью катушки, т.е. количество последнего достаточно для нейтрализации самоиндукции для данной частоты. Известно, что чем выше частота или разность потенциалов тока, тем меньше ёмкость требуется для нейтрализации самоиндукции, поэтому в любой катушке, особенно небольшой ёмкости, можно достичь поставленных целей, если добиться нужных условий.
В обычных катушках разность потенциалов между витками или спиралями очень маленькая, поэтому пока они во взаимодействии с конденсаторами, они несут очень небольшую ёмкость и взаимоотношения между самоиндукцией и ёмкостью не такие, как при обычном состоянии, удовлетворяющем рассмотренным требованиям где ёмкость очень мала относительно самоиндукции.
Для достижения цели увеличения ёмкости любой катушки, я наматываю её таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками, а поскольку энергия хранящаяся в катушке (считаем, как в конденсаторе) пропорциональна квадрату разности потенциалов между витками, то становится понятно, что я могу таким образом, посредством определённого расположения витков, достичь увеличение ёмкости.
Я изобразил в приложении чертёж, в соответствии с которым осуществил это изобретение.
 |
Рис.1 - схема катушки, намотанной обычным способом. Рис.2 - схема катушки намотанной согласно изобретения.
Пусть -А- на Рис.1 обозначает любую катушку спиралей или витков, из которых она намотана и которые изолированы друг от друга. Предположим, что концы этой катушки показывают разность потенциалов 100 В и что она содержит 1000 витков. Тогда очевидно, что существует разность потенциалов в одну десятую вольта между двумя любыми смежными точками на соседних витках.
Если теперь, как показано на Рис. 2, проводник -В- намотан параллельно проводнику -А- и изолирован от него, а конец -А- будет соединён с началом проводника -В-, тогда длина собранных вместе проводников будет такая же и число витков тоже самое (1000). И тогда разность потенциалов между любыми двумя точками проводников -А- и -В- будет 50 В, а т.к. ёмкостный эффект пропорционален квадрату этой разности, то энергия скопившаяся в катушке будет теперь в 250000 раз больше !
Следуя этому принципу теперь я могу намотать любое количество катушек, не только описанным выше путём, но любым другим известным способом но так, чтобы обеспечить такую разность потенциалов между соседними витками, которая обеспечит необходимую ёмкость чтобы нейтрализовать самоиндукцию для любого тока, который может иметь место. Емкость полученная таким образом имеет дополнительное преимущество в том, что распределяется равномерно, что является наиболее важным в большинстве случаев. И как результат, оба параметра, - эффективность и экономия, легче достигаются тогда, если размер катушек, разность потенциалов и частота тока увеличиваются.
Катушки, состоящие из проводников в изоляторе и намотанные виток к витку и соединённые последовательно не являются новыми, и я не уделяю особого внимания для их описания. Однако, на что я обращаю внимание это то, что намотки другими способами могут привести к другим результатам.
Применяя моё изобретение, специалисты в этой области должны хорошо понимать зависимость между понятиями ёмкость, самоиндукция, частота и разность потенциалов тока. Также как и понимать какая ёмкость достигается и какая намотка должна иметь место для каждого конкретного случая.
Я заявляю в своём изобретении :
1. Катушка для электрического аппарата, состоит из витков, которые образуют часть цепи и между которыми существует разность потенциалов, достаточная для обеспечения ёмкости в катушке способной нейтрализовать самоиндукцию, как было описано.
2. Катушка, состоящая их изолированных проводников, соединённых последовательно имеет такую разность потенциалов, чтобы создать в целой катушке достаточную ёмкость для нейтрализации её самоиндукции.
Dragons' Lord
samo-iscelenie.org.ua
Бифилярная катушка - это такая электромагнитная катушка, у которой есть в наличии две параллельных, близко расположенных обмотки. Также могут использоваться и три провода, изолированных друг от друга - такое устройство будет носить название «трифилярная катушка».
В электротехнике словом «бифиляр» описывают проводник или же провод, который изготовлен из нескольких (в частности, двух - от слова «би») жил, изолированных друг от друга. Этот термин часто используется для обозначения специальных типов проводов для обмоток трансформатора. Бифилярный провод в основном представляет собой два цветных соединенных вместе эмалированных и изолированных провода.
Бифилярная катушка- это устройство, которое нужно и можно классифицировать по способу применения. Всего существует четыре основных типа такого приспособления:
Бифилярная катушка обычно намотана так, что в обоих ее составляющих ток будет протекать по одному и тому же направлению. Создаваемое первой обмоткой магнитное поле будет складываться с полем, создаваемым другой катушкой. Этот эффект приводит к наложению полей и созданию общего большого магнитного потока.
Есть случаи, когда бифилярная катушка собирается чуть-чуть иначе. Например, когда витки обмоток расположены таким образом, чтобы электрический ток протекал в противоположных направлениях. Это так называемые катушки с нулевым коэффициентом самоиндукции (потому что магнитное поле, создаваемое одной обмоткой, будет по направлению противоположно полю, создаваемому второй обмоткой, однако будет равно ему по значению, что в случае наложения полей в сумме дает ноль).
Такие приспособления часто используют в современной электронной технике как один из способов создания резистора проволочного с маленькой индуктивностью.
Еще один тип таких устройств, как бифилярные катушки, можно увидеть в обмотках реле или трансформаторов. Их используют также в импульсных источниках электрического питания благодаря их способности подавлять обратную электродвижущую силу (ЭДС). Намотка катушек индуктивности в таком случае выполнена следующим образом. Две обмотки расположены очень близко друг к другу и намотаны параллельно друг другу, но эффективно изолированы. Основная обмотка будет управлять реле, а вот вспомогательная обмотка коротко замкнута внутри корпуса. Ток через первую обмотку прерывается (когда отключается реле), идет поглощение части магнитной энергии вспомогательной обмоткой. Такие бифилярные катушки, кроме того, вырабатывают тепло для повышения внутреннего сопротивления.
При применении такой катушки в импульсных трансформаторах одна обмотка используется в качестве рассеивателя энергии. Из-за близости намоток оба проводника улавливают один магнитный поток и компенсируют его.
fb.ru
Как мы уже сообщали ранее, 7 августа в 21-00 на нашем голосовом канал состоялась голосовая конференция «Бифилярные катушки». Как обычно не обошлось без сюрпризов.
А именно, один из наших завсегдатаев в конце конференции подробно рассказал о своих успешных репликация СЕ и поделился с присутствующими ключевой информацией по сборке и настройке. С приведением схем и т.д. По его настоятельной просьбе мы не можем выложить данную аудиозапись, так как данная информация является конфиденциальной в следствие имеющегося у человека контракта. В свободном доступе данная информация появиться только через четыре с половиной года. По этому приведенная ниже запись аудио конференции не будет содержать данной части документа. НО! Мы договорились с автором, что если нам удастся изменить его голос без возможности его узнать, то мы после проверки сможем выложить данную аудиозапись, либо выложим ее текстовый вариант. Так же мы искренне надеемся и на сознательность вновь присоединившихся участников конференции, которые вчера имели возможность записать данный материал и настоятельно просим их не распространять данный материал!
Основными докладчиками на конференции были:
ModeratorBumerangВиталийФиллSatelitNikoniko
И некоторые другие новые участники…
Приводим вводный материал конференции:
Бифилярные катушки
Оглавление
1. Общие сведения
2. Основные типы бифилярных катушек
2.1. параллельная намотка, последовательное соединение;
2.2 параллельная намотка, параллельное соединение;
2.3 встречно намотанная катушка, последовательное соединение;
2.4 встречно намотанная катушка, параллельное соединение.
2.5 встречно намотанная катушка, с перекрестным последовательным соединением.
2.6 параллельная намотка, независимое использование обмоток.
2.7 бифилярная катушка тесла.
3. Применение в радиоэлектронике :
3.1 Изготовление проволочных сопротивлений
3.2 Изготовление импульсных трансформаторов
3.3 Изготовление реле
4. Применение бифилярных катушек в СЕ
5. Бифилярная катушка Тесла
Бифиляр – от латинского bis – дважды и filum – нить. Бифилярными катушками индуктивности или бифилярными обмотками, называются катушки, в намотке которых используются сразу два изолированных друг от друга провода.
Следует отметить, что наряду с бифилярными катушками используются так же трифилярные, тетрафилярные, пентафилярные и т.д. что соответствует намотке тройным, четверным и пятерным проводом. Обычная же катушка, намотанная одним проводом называется унифилярные.
Для обозначения числа проводов в катушке используются латинские умножающие приставки.
Существует семь основных типов бифилярных катушек, различающихся по способам намотки, а так же по коммутации и использованию обмоток:
![clip_image002[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0024_thumb.jpg "clip_image002[4]")
![clip_image004[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0044_thumb.jpg "clip_image004[4]")
![clip_image006[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0064_thumb.jpg "clip_image006[4]")
![clip_image008[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0084_thumb.jpg "clip_image008[4]")
![clip_image010[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0104_thumb.jpg "clip_image010[4]")
![clip_image012[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0124_thumb.jpg "clip_image012[4]")
Данной катушке посвящен отдельный ,большой раздел в этой статье, где вы сможете найти ее описание и все рисунки.
Каждый из вышеприведенных типов бифилярных катушек, вместе с его особенностями и физическими свойствами были подробно рассмотрены на нашей голосовой конференции, запись которой вы сможете найти ниже.
Наряду с нетрадиционной физикой бифилярные катушки находят широкое применение и в классической радиоэлектронике и радиотехнике. Вот некоторые наиболее распространенные области их применения:
Бифилярные катушки широко применяются для изготовления проволочных резисторов с целью уменьшения или даже полного исключения паразитной индуктивности такого сопротивления.
3.2 Изготовление импульсных трансформаторовПри применении в импульсном трансформаторе, одна обмотка бифилярной катушки используется как способ рассеяния энергии, запасенной в магнитном потоке. Из-за их близости, обе обмотки катушки пронизывает один и тот же магнитный поток. Один провод заземлен, обычно через диод, так, что, когда на другом, основном, проводе бифилярной катушки отключается напряжение, магнитный поток создаёт ток через вспомогательную (ограничивающую) обмотку. Напряжение на этой обмотке равно падению напряжения на диоде (в прямом направлении) и равное напряжение появляется на основной обмотке. Если бы ограничивающая обмотка не использовалась, то паразитный магнитный поток попытался бы индуцировать ток в основной обмотке. Так как эта обмотка отключена, и коммутационный транзистор находится в закрытом состоянии, высокое напряжение, которое появилось бы на полупроводниковом коммутационном транзисторе, могло бы превысить его пробивное напряжение и повредить его.
3.3 Изготовление релеБифилярные катушки так же с успехом применяется для изготовления обмоток некоторых реле, обычно используемых в импульсных схемах источников питания, для того, чтобы снизить или полностью подавить обратную ЭДС. Для этого, две обмотки наматываются параллельно и конструктивно близко расположены друг к другу, но электрически изолированы друг от друга. Первая обмотка выполняет функцию управления реле, а у второй обмотки начало и конец замкнуты накоротко между собой. Когда ток, текущий через первичную обмотку прерывается, например в случае отключения реле, большая часть магнитной энергии поглощается вспомогательной обмоткой и превращается в тепло на её внутреннем сопротивлении. Главное неудобство этого метода состоит в том, что он сильно увеличивает время переключения реле.
4. Применение бифилярных катушек в СЕТипичным представителем СЕ устройств, с применением бифилярных катушек является например генератор Кромри, который был воспроизведен и значительно усовершенствован Джоном Бедини. В генераторе Кромри бифилярные, а точнее даже трифилярные катушки с параллельной намоткой применяются для уменьшения их активного сопротивления и в результате более точной подстройки к внутреннему сопротивлению заряжаемых аккумуляторов. Эффективность генератора Кромри тем выше, чем точнее совпадает внутреннее сопротивление подключенного аккумулятора с сопротивлением примененных четырех катушек соединенных в нем последовательно.
Бифилярные катушки впервые упомянуты Николой Тесла еще в 1894-м году, в собственном патенте оформленном в США под номером U.S. Patent 512 340.
Вот, что сам Никола Тесла писал о собственных бифилярных катушках, хотя справедливости ради нужно заметить, что у Николы Тесла бифилярные катушки имели не классическую “рядную” намотку, а использовались плоские катушки индуктивности, которые очень сильно отличаются своими свойствами от классических катушек.
В электрических приборах или системах переменного тока, в которых используются катушки или проводники, может возникать самоиндукция, которая, во многих случаях, действует бесполезно, порождая реактивные токи, которые часто снижают так называемую общую эффективность приборов, входящих в состав системы или действуют негативно в других отношениях. Действие самоиндукции, упомянутой выше, как известно, может быть нейтрализовано внесением в цепь емкости, соответствующей величины, в зависимости от самоиндукции и частоты тока. Это до сих пор достигалось с помощью конденсаторов, конструируемых и применяемых в виде отдельных элементов.
Мое настоящее изобретение имеет своей целью избежать использования конденсаторов, которые стоят дорого, громоздки и сложны при поддержании их в идеальном состоянии, и так сконструировать сами катушки, чтобы те могли служить и для получения емкости.
Я хотел бы здесь указать, что под термином катушки я подразумеваю главным образом спирали, соленоиды, или, таким образом, любые проводники самой разной формы, в зависимости от требуемого применения или использования, расположенные так относительно себя, что сами существенно увеличивают свою самоиндукцию.
Я обнаружил, что в каждой катушке существует определенное соотношение между ее самоиндукцией и емкостью, которое позволяет току заданной частоты и потенциала пройти сквозь нее без какого-либо иного сопротивления кроме, как активного ее сопротивления, или, другими словами, как будто катушка не обладает самоиндукцией. Это возможно благодаря взаимному отношению, существующему между собственной частотой тока, самоиндукцией и емкостью катушки, где только определенное количество последней способно нейтрализовать самоиндукцию на заданной частоте. Хорошо известно, что чем выше частота и разность потенциалов тока, тем меньше нужна емкость для противодействия самоиндукции. Следовательно, в любой катушке даже небольшой емкости может быть достаточно для указанных целей, если будут обеспечены соответствующие частота и разность потенциалов. В обычных катушках разность потенциалов между соседними витками или спиралями оказывается очень маленькой, так что как конденсаторы, они обладают лишь очень мизерной емкостью и отношение между самоиндукцией и емкостью ни при каких обычных условиях не удовлетворяет требованию нейтрализации одного другим, как предусмотрено здесь, так как емкость относительно самоиндукции очень мала.
Для того, чтобы достичь своей цели и надлежащим образом увеличить емкость любой взятой катушки, я навиваю ее витки таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками или спиралями, и так как энергия, запасенная в катушке, если в ней усматривать конденсатор, пропорциональна квадрату разности потенциалов между соседними витками, очевидно, что я могу таким путем, обеспечив еще и особое расположение этих спиралей в виде свертки (свернутой ленты), значительно повысить емкость при заданной величине разности потенциалов между витками.
![clip_image014[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0144_thumb.jpg "clip_image014[4]")
Я проиллюстрировал на прилагаемых чертежах общий характер схемы, разработанной мною для осуществления этого изобретения.
На рис.1 приведена схема катушки, навитой в обычном порядке. На рис. 2 показана схема расположения обмотки, обеспечивающей цель моего изобретения.
![clip_image016[4]](/800/600/http/zaryad.com/wp-content/uploads/2012/09/clip_image0164_thumb.jpg "clip_image016[4]")
Возьмем рис.1, где изображены намотки или свертки (витки) всякой любой катушки, которые навиты и изолированы друг от друга. Предположим, что на концах этой катушки присутствует разность потенциалов в 100 вольт, а в катушке — 1000 витков: тогда, если рассматривать любые две ближайшие точки на соседних (примыкающих) витках, можно определить, что между ними будет существовать разность потенциалов, равная 0,1 вольта (100/1000). Если теперь, как показано на рис.2, проводник B будет намотан параллельно с проводником А и изолирован от него, а конец А будет соединен с началом B, и общая длина двух проводников будет такой, что общее число витков или спиралей будет также 1000, то разность потенциалов между любыми соседними точками, что были рассмотрены выше, теперь как между проводниками А и В, будет 50 вольт, и так как емкость возрастает пропорционально квадрату разности потенциалов, то энергия, запасенная в катушке в целом, навитой именно так, будет в 250 тысяч раз больше (50/0,1 возведенное в квадрат). Следуя этому принципу, я могу навивать всякую катушку в полном объеме или частично, не только таким способом, как показано выше, но и самыми разнообразными способами, известными в конструировании, так чтобы обеспечить между соседними витками (свертками) такую разность потенциалов, которая позволит обеспечить нужную емкость для нейтрализации самоиндукции, производимой любым током, который может быть использован. Созданная таким способом емкость обладает дополнительным преимуществом в том, что распределяется равномерно, что играет огромное значение во многих случаях для получения результатов, как в отношении эффективности, так и экономичности, ибо ее более просто и легче получить видоизменяя форму и размер катушек, что также позволяет в добавок не увеличивать для этого разность потенциалов и частоту тока.
Катушки, состоящие из независимых нитей или проводников, намотанных виток к витку, и соединенные последовательно, сами по себе не новы, и я не считаю необходимым о них заявлять. Но до сих пор, насколько мне известно, заявлялись устройства существенно отличающиеся от моих, и результаты, которые я смог получить, даже если и случалось получить с такими формами обмоток, тем не менее не были заявлены и не использовались ранее.
При воспроизведении моего изобретения должно учитывать важные отношения, хорошо известные специалистам в данной области, а именно: соотношения между емкостью, самоиндукцией, частотой и разностью потенциалов тока. Поэтому какую емкость следует получить в каждом конкретном случае и какие особые обмотки обеспечивают это, легко может быть определено из этих и других известных отношений.
Загрузить документ в формате PDF здесь.
Данную конференцию Вы можете прослушать онлайн
[audio:http://pub.zaryad.com/audio/TS/2012-09-07_Bifilyarnie_katushki.mp3]
Или загрузить по данной ссылке: Запись ауди конференции проетк Заряд «Бифилярные катушки»
zaryad.com
Сегодня мы рассмотрим один из ранних патентов Николы Тесла, - плоскую бифилярную (в два провода) катушку для создания, как указано в названии патента, мощных электромагнитов.
 |
Патент этот я выбрал по нескольким причинам. Очень многие, не понимая сути изобретения, часто бросают реплику "попробуй использовать бифилярки Теслы, - получишь хороший прирост КПД в своих устройствах". Причём, люди эти, даже отдалённо не предполагают, почему, собственно, такой способ намотки, вдруг, делает катушку более эффективной. Ведь, если приглядеться, то становится понятно, что ток направлен всегда в одну сторону (например, по часовой стрелке) во всех витках, - и чётных, относящихся к одной намотке, и не чётных, относящихся ко второй,.. то есть, точно так же, как и в плоской катушке с намоткой в один провод. И магнитное поле, возникающее в любом произвольном витке, точно так же мешает движению зарядов (тока) в следующем витке, как это происходит и в простой катушке. Более того, индуктивные бифилярки Теслы часто путают с неиндуктивными бифилярками Купера, в которых ток в произвольно выбранных двух соседних витках течёт в разных направлениях (и которые, по сути, являются статическими усилителями мощности и рождают ряд аномалий, в том числе и антигравитационные эффекты). Тогда же рождается параллельный вопрос, - если намотка в два провода улучшает параметры катушки, то почему бы ни намотать в три, четыре... провода, т.е. сделать трифилярную, квадрофилярную и т.д. катушку, и не увеличить этот положительный эффект ?
 |
Отгадка приходит, как ни странно, с русским переводом самого патента. Всё дело в разнице потенциалов в двух соседних витках. Тесла подробно исследовал процесс индукции и самоиндукции, а так же потери, возникающие в катушках. Он выяснил, что если очень сильно повысить ёмкость катушки, то для данной частоты тока, понижается сопротивление в витках и эффект самоиндукции стремительно падает. Подробнее об этих соотношениях читайте в патенте.
 |
Здесь на рисунке : верхняя кривая, - это величина, запасаемой энергии в бифилярной катушке Теслы, а нижняя кривая, - величина энергии в обычной плоской катушке, намотанной в один провод (опыт проведён в условиях резонанса).
Также многие не догадываются, что катушка эта разрабатывалась Теслой исключительно для условий резонанса (последовательный LС-контур, резонанс напряжений), и в обычном виде он её не использовал (точнее - использовал, но об этом, как нибудь в другой раз). В резонансе на концах индуктивности (катушки) появляется потенциал гораздо более мощный, чем внешний управляющий сигнал контура (подаваемое напряжение). Но снять напрямую его от туда нельзя. При подключении нагрузки соотношение L и C резонансного контура нарушается (уменьшается индуктивность) и система выходит из резонанса. Сам Тесла (в свой ранний творческий период) и не ставил такой цели. Поэтому, название патента очень хорошо отражает суть изобретения.
 |
В более поздний период Тесла, конечно же, возжелал отобрать эту колоссальную, появляющуюся в катушке мощность (энергию свободных вибраций). Здесь нам на руку играет тот факт, что катушка индуктивная. Т.е. её можно использовать в качестве одной из обмоток трансформатора. Если сделать трансформатор с асимметричной взаимоиндукцией первичной и вторичной обмотки, то можно на вторичную повесить нагрузку и наслаждаться халявой. Если нагрузка имеет статический характер (например, лампочка), то всё на порядок упрощается, - в этом случае, даже трансформатор не обязателен. Главное - всё точно рассчитать. А теперь, собственно, сам патент :
Тому, кого это может касаться.
Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке изобрёл полезное усовершенствование в катушках для электромагнитов и других аппаратов, которое ниже описано в сопровождении рисунков. В электромеханических аппаратах и системах переменного тока самоиндукционные катушки или проводники могут во многих случаях работать с потерями, что известно, как промышленная эффективность, и что приносит вред в различных аспектах. Эффект самоиндукции упомянутый выше, может быть нейтрализован ёмкостью тока определённой степени в соответствии с самоиндуктивностью и частотой тока. Это достигается использованием конденсаторов, собранных и применяемых как отдельный инструмент.
Моё это изобретение имеет целью изготовить катушки совершенными и избежать вовлечение конденсаторов, которые дорогие, громоздкие и труднорегулируемые. Я заявляю, что в термин "катушка" я включаю понятия соленоиды или любые проводники различные части которых находятся во взаимоотношениях друг с другом и фактически повышают самоиндукцию.
Я выяснил, что в каждой катушке существуют определённые взаимоотношения между её самоиндукцией и ёмкостью, что позволяет току данной частоты и потенциала проходить через неё с омическим сопротивлением (DL : здесь Тесла имеет в виду исчезновение реактивного сопротивления) или, другими словами, как если она работает без самоиндукции. Это происходит в результате взаимоотношений между характером тока и самоиндукцией и ёмкостью катушки, т.е. количество последнего достаточно для нейтрализации самоиндукции для данной частоты. Известно, что чем выше частота или разность потенциалов тока, тем меньше ёмкость требуется для нейтрализации самоиндукции, поэтому в любой катушке, особенно небольшой ёмкости, можно достичь поставленных целей, если добиться нужных условий.
В обычных катушках разность потенциалов между витками или спиралями очень маленькая, поэтому пока они во взаимодействии с конденсаторами, они несут очень небольшую ёмкость и взаимоотношения между самоиндукцией и ёмкостью не такие, как при обычном состоянии, удовлетворяющем рассмотренным требованиям где ёмкость очень мала относительно самоиндукции.
Для достижения цели увеличения ёмкости любой катушки, я наматываю её таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками, а поскольку энергия хранящаяся в катушке (считаем, как в конденсаторе) пропорциональна квадрату разности потенциалов между витками, то становится понятно, что я могу таким образом, посредством определённого расположения витков, достичь увеличение ёмкости.
Я изобразил в приложении чертёж, в соответствии с которым осуществил это изобретение.
 |
Рис.1 - схема катушки, намотанной обычным способом. Рис.2 - схема катушки намотанной согласно изобретения.
Пусть -А- на Рис.1 обозначает любую катушку спиралей или витков, из которых она намотана и которые изолированы друг от друга. Предположим, что концы этой катушки показывают разность потенциалов 100 В и что она содержит 1000 витков. Тогда очевидно, что существует разность потенциалов в одну десятую вольта между двумя любыми смежными точками на соседних витках.
Если теперь, как показано на Рис. 2, проводник -В- намотан параллельно проводнику -А- и изолирован от него, а конец -А- будет соединён с началом проводника -В-, тогда длина собранных вместе проводников будет такая же и число витков тоже самое (1000). И тогда разность потенциалов между любыми двумя точками проводников -А- и -В- будет 50 В, а т.к. ёмкостный эффект пропорционален квадрату этой разности, то энергия скопившаяся в катушке будет теперь в 250000 раз больше !
Следуя этому принципу теперь я могу намотать любое количество катушек, не только описанным выше путём, но любым другим известным способом но так, чтобы обеспечить такую разность потенциалов между соседними витками, которая обеспечит необходимую ёмкость чтобы нейтрализовать самоиндукцию для любого тока, который может иметь место. Емкость полученная таким образом имеет дополнительное преимущество в том, что распределяется равномерно, что является наиболее важным в большинстве случаев. И как результат, оба параметра, - эффективность и экономия, легче достигаются тогда, если размер катушек, разность потенциалов и частота тока увеличиваются.
Катушки, состоящие из проводников в изоляторе и намотанные виток к витку и соединённые последовательно не являются новыми, и я не уделяю особого внимания для их описания. Однако, на что я обращаю внимание это то, что намотки другими способами могут привести к другим результатам.
Применяя моё изобретение, специалисты в этой области должны хорошо понимать зависимость между понятиями ёмкость, самоиндукция, частота и разность потенциалов тока. Также как и понимать какая ёмкость достигается и какая намотка должна иметь место для каждого конкретного случая.
Я заявляю в своём изобретении:
1. Катушка для электрического аппарата, состоит из витков, которые образуют часть цепи и между которыми существует разность потенциалов, достаточная для обеспечения ёмкости в катушке способной нейтрализовать самоиндукцию, как было описано.
2. Катушка, состоящая их изолированных проводников, соединённых последовательно имеет такую разность потенциалов, чтобы создать в целой катушке достаточную ёмкость для нейтрализации её самоиндукции.
ntesla.at.ua
Катушка индуктивности – элемент электрических цепей, способствующий накоплению энергии магнитного поля. С использованием изделий изготавливаются колебательные резонансные контуры. Катушка называется потому, что вокруг бобины-сердечника обматывается нить проволоки. Часто в радиотехнике элементы именуют индуктивностями. Подходит случаю, конструкции иной раз мало напоминают катушку.
Катушки индуктивности наматываются фиксированным числом проводов. Этот факт скрывают на уроках физики, избегая забивать ученикам мозги. Потом догадываются бедняги, пытаясь уловить смысл термина бифилярная обмотка двигателя. Нитей бывает больше, выделяют катушки индуктивности:
Обычные катушки индуктивности называют унифилярными – нить проволоки одна. Сразу возникает справедливый вопрос – зачем конструкции? Изобретатель катушку индуктивности неизвестен. Ответы дают, виноват Тесла… Далеко от истины.
Дроссель
Один знаток Майл.ру – не исключено, админ ресурса – ответил: отцом катушек индуктивности является Майкл Фарадей, якобы, открыл магнитную индукцию (согласно англоязычной страничке Википедии). Напрашивается вывод, историковед не владеет вопросом. Главная причина критики «Ответов» Майл — некомпетентность. Фарадей открыл индукцию, применив тороидальный трансформатор с двумя изолированными обмотками. Намного сложнее конструкция, нежели катушка, явление заключалось сопровождалось выходом скачка тока при изменении магнитного поля сердечника.
Произошло описанное в 1831 году, первый электромагнит сконструирован малоизвестным в России Уильямом Стердженом. Знаете, как выглядел прибор? Правильно – катушка индуктивности из 18 витков оголенной медной проволоки с хорошим лакированным ферромагнитным сердечником формы лошадиной подковы. При пропускании по обмотке тока железо в округе притягивалось устройством. Годом выхода первого электромагнита в свет историки считают 1824. Раньше, нежели Фарадей начал эксперименты.
Наставник Хампфри Дэви счел работу плагиатом. Ученик не решался продолжить, конфликтовать открыто. Получилось, в 1829 году безвременно Хампфри Дэви ушел из жизни, благодаря чему Майкл Фарадей возобновил работу. Не потому считаем неверными скудные сведения рунета по рассматриваемому вопросу. Вторая причина кроется в гальванометрах: первый сконструирован 16 сентября 1820 года Иоганном Швейггером. Годом позже великий Ампер усовершенствовал прибор, угадайте, что входило в состав новинки? Правильно – катушка индуктивности, составленная несколькими витками проволоки.
В 1826 году Феликс Савари разряжал лейденскую банку через несколько витков проволоки, обмотанной вокруг стальной иглы. Наблюдая остаточную намагниченность металла. Фактически Савари создал первый колебательный контур, правильно сделав выводы о происходящих процессах.
Майкл Фарадей бессилен стать изобретателем индуктивности. Скорее ученый работал в этом направлении, вел некоторые исследования, получил новый закон касательно электромагнетизма. В результате вопрос об изобретателе катушки индуктивности оставляем открытым. Рискнем предположить, у субъекта темы два отца:
Лаплас и Швейггер
Вокруг прямолинейного проводника с постоянным током создается круговое магнитное поле. Линии напряженности напоминают спираль. Некто догадался свернуть провод кольцом, чтобы вклад элементарных сегментов сложился в центре. В результате внутри конструкции магнитное поле намного выше, нежели снаружи. Линии визуально наблюдаем на железных опилках. На Ютуб множество роликов, где через индуктивность пропускают ток, демонстрируя упорядоченную ориентацию металлической пыли в момент замыкания контактов. Конструкция способна запасать впрок магнитное поле подобно конденсатору, накапливающему заряд. Катушками называют только индуктивности, содержащие намотку лакированного провода. В микрополосковой технологии напыляемые для запасания магнитного поля элементы логично именовать индуктивностями.
Если в катушке, совсем как в той, что используют швеи, несколько витков провода расположить один за другим бок о бок так, чтобы ось была общей, линии напряженности магнитного поля суммируются. Простейшая индуктивность, способная накапливать энергию магнитного поля. При резком пропадании напряжения образуется явление обратной-ЭДС широко известное технике. Выступает причиной искрения коллекторных двигателей. Используется лакированный (с лаковой изоляцией) медный провод нужного сечения. Количество витков, форма сердечника определяются предварительно расчетами или по имеющемуся образцу.
Противо-ЭДС является паразитной, для гашения последовательно с катушкой включают емкость размером побольше, пытаясь занизить суммарное реактивное сопротивление. В импеданс индуктивности входят с положительным знаком, емкости – с отрицательным. Тесла изобрел катушку, взял патент. Но конструкция представляла собой плоскую спираль (лабиринт) с двойной намоткой. Ученый показал, индуктивность одновременно характеризуется значительным емкостным сопротивлением, при исчезновении напряжения явления обратной ЭДС никак не проявляет себя.
Бифилярные катушки сегодня широко используются. Что касается обратной ЭДС, служит причиной розжига разрядных ламп (дневного света). Вернемся к конструкции. В первом электромагните проволока оголенная, современные катушки индуктивности наматываются лакированным. Тонкая изоляция при необходимости может быть легко снята (например, токсичной муравьиной кислотой), в исходном состоянии надежно защищает конструкцию против короткого замыкания.
Внутри катушки находится сердечник из ферромагнитного материала. Форма не важна, сечение лучше брать круглым. На высоких частотах магнитный поток (см. Преобразователь напряжения) выходит на поверхность сердечника, смысл применения ферромагнитных сплавов пропадает, иногда используется латунь (даже композитные материалы, диэлектрики). Снижает индуктивность, на высоких частотах запасаемая за период мощность невелика. Трюк проходит. У многих возникает вопрос – зачем нужен сердечник?
Сердечник катушки индуктивности выступает опорой, долговечным каркасом, усиливая магнитное поле. Индукция связана с напряженностью поля через постоянную магнитной проницаемости среды. У ферромагнитных материалов параметр поистине велик. В тысячи раз больше, нежели воздуха, большинства металлов. С ростом частоты необходимость в сердечнике снижается, возникают некоторые негативные эффекты, два из которых особенно важны:
Линии магнитного поля, сформированные опилками
В микрополосковой технологии предусмотрено исполнение индуктивностей в виде плоских спиралей: проводящий материал через трафарет напыляется на подложку (возможный метод). Напоминает конструкцию Николы Тесла. Номинал катушка индуктивности имеет весьма малый, иного не надо на частотах СВЧ. Расчет ведется по специальным справочникам, хотя пользуются преимущественно инженеры-конструкторы.
Для намотки индуктивности изготавливают специальные приспособления, напоминающие катушку спиннинга. На ось одевается сердечник с ограничителем по бокам, вращая ручку, мастер внимательно считает количество оборотов, отмеряет нужную длину. Медленно, по способу челнока рука двигается влево-вправо, витки ровно ложатся последовательно.
Иногда катушка наматывается в две и более проволочных нитей. Тесла конструкцию применял для увеличения емкостных качеств. В результате становилось возможным экономить материалы – говорили выше. Что касается состояния на современном этапе развития технологий, причиной создания бифилярных катушек может быть следующее:
Бифилярные катушки индуктивности
Главной характеристикой катушек называют индуктивность. Физическая величина, в СИ измеряемая Гн (генри), характеризующая величину мнимой составляющей сопротивления конструкции. Параметр показывает, как много магнитного поля запасет катушка. Для простоты энергию за период считают пропорциональной произведению LI2, где L — индуктивность, I – протекающий в системе ток.
Формула расчета индуктивности
Теоретический расчет главного параметра катушек сильно определен конструкцией. Выпускаются специальные методические пособия, формула (см. рисунок: S – площадь сечения намотки, l – длина катушки, N – количество витков проволоки, в формуле — магнитная постоянная и магнитная проницаемость сердечника), приведенная на картинке, частный вариант. Когда индуктивность напоминает катушку. Имеются специальные программы для персонального компьютера, упрощающие процесс.
К вторичным параметрам катушек индуктивности относят:
vashtehnik.ru
