Бифилярная катушка

Бифилярная катушка — электромагнитная катушка, которая содержит две близко расположенных, параллельных обмотки. Если используются три изолированных провода, используется термин «трифилярная катушка». В электротехнике слово «бифиляр» описывает провод, который сделан из двух изолированных жил. В машиностроении слово «бифилярный» используется для обозначения катушки, намотанной путем двойной раскладки нити. Бифилярный провод, как правило, представляет собой цветные эмалированные провода, соединённые вместе.

Впервые термин «бифилярная катушка» упоминается Николой Тесла в патенте США под номером U.S. patent 512340 от 1894 года. Тесла объясняет, что в некоторых применениях (которые он не указывает) коэффициент самоиндукции обычной катушки является нежелательным и должен быть нейтрализован с помощью подключения внешнего конденсатора. Бифилярная катушка имеет большую собственную емкость, чем обычная, таким образом, можно сэкономить на стоимости конденсаторов. Следует отметить, что этот способ применения бифилярной катушки отличается от методов, используемых сейчас.

В настоящее время широко используются 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 катушках 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 тёк 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 самоиндукция катушки — ноль.

Бифилярная катушка (чаще называемая бифилярной обмоткой) используется в современной электротехнике как способ создания проволочного резистора с незначительной паразитной индуктивностью.

Другой тип бифилярной катушки применяется в обмотках некоторых реле и трансформаторов, используемых в импульсных источниках электропитания, чтобы подавить обратную ЭДС. В этом случае, две обмотки близко расположены и намотаны параллельно, но электрически изолированы друг от друга. Основная обмотка управляет реле, а вспомогательная замкнута накоротко внутри корпуса. Когда ток через первичную обмотку прерывается (это происходит, когда реле отключается), большая часть магнитной энергии поглощается вспомогательной обмоткой и превращается в тепло за счет ее внутреннего сопротивления. Это — только одни из нескольких методов поглощения электромагнитной энергии от катушки для защиты устройства (обычно полупроводникового, уязвимого к скачкам напряжения), которым управляет реле. Главное неудобство этого метода состоит в том, что он сильно увеличивает время переключения реле.

Если бифилярная катушка задействована 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, таким образом, 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). При этом такое же напряжение появляется на основной обмотке. Если бы ограничивающая обмотка не использовалась, то паразитный магнитный поток индуцировал бы 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.

Бифилярная катушка Айртона-Перри используется при изготовлении электронных устройств. Этот тип обмотки выполняется из двух отдельных проводов, намотанных в противоположных направлениях вдоль диэлектрической катушки и соединенных параллельно на концах. Магнитные поля двух параллельно идущих проводов компенсируют друг друга, так что катушка создает незначительный магнитный поток. А так как к соседним виткам приложено примерно одно и  то же значение напряжения, паразитная емкость между витками также незначительна.