Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Бифилярная катушка Тесла

бифилярная катушка индуктивность

Бифилярная катушка Тесла - это электромагнитная катушка, которая содержит две близко расположенных, параллельных обмотки.

Тип задачи
Осесимметричная задача магнитного поля переменных токов.

Геометрия
Схематичное изображение устройства бифилярной катушки Тесла

Дано
Число витков = 48;
Внешний диаметр катушки = 154 мм;
Диаметр провода = 3 мм.
Ток в проводнике I = 1 A;
Частота тока f = 400 Гц.

Задание
Оценить индуктивность катушки для двух случаев:
1. Токи в проводниках направлены в одну сторону (согласное включение);
2. Токи в проводниках направлены в разные стороны (встречное включение).

Решение
Бифилярную катушку Тесла можно смоделировать в виде концентрических замкнутых окружностей. В такой постановке задача может быть решена, как плоская осесимметричная 2D задача магнитного поля переменных токов.
Энергия магнитного поля катушки связана с индуктивностью по формуле:
W = (L * I²)/2
Из этой формулы следует, что индуктивность прямо пропорциональна запасенной энергии магнитного поля.

Результаты:
1. Согласное включение витков: W_{согласно} = 10.7 мкДж.
2. Встречное включение витков: W_{встречно} = 0.233 мкДж.
В случае встречного включения индуктивность катушки составляет 2% от индуктивности при согласном включении.

Картина линий магнитного поля, распределения плотности токов и запасенная энергия магнитного поля для случая встречного включения витков:

• Скачать файлы задачи