שני סוגים של סלילים דו-פילרים - Tesla bifilar ו-Cooper bifilar
מבחינה פונקציונלית, ניתן להבחין בין שני סוגים מיוחדים סלילים דו-פילרים פיתול מקביל: לסלילים מהסוג הראשון, הזרמים בסיבובים סמוכים מכוונים לאותו כיוון, ואילו לסלילים מהסוג השני, הזרמים בסיבובים סמוכים זורמים בכיוונים מנוגדים. נציג בולט של הסוג הראשון של הסליל הוא הסליל הדו-פילרי הידוע ניקולה טסלה, דוגמה לסליל מהסוג השני הוא הסליל הדו-פילרי של קופר.
שני סוגי הסלילים יוצאי דופן בכך שבמקום ללפף סליל על סליל עם חוט בודד, סלילים אלו נרפפים בו זמנית עם שני חוטים, ולאחר מכן חוטים אלו מחוברים בסדרה: בסליל מסוג טסלה, הקצה (באופן קונבנציונלי) ) של חלק אחד של הסליל מחובר למקור, חלקו השני, בעוד החוטים החופשיים של הסליל המוגמר יוצאים בצדדים שונים שלו, ובביפילר של קופר משולבים קצוות שני חלקי הסליל על צד אחד, בעוד החוטים החופשיים שלו יוצאים מהצד השני.שיטות הפיתול המתוארות משמשות הן בגרסאות גליליות והן בגירסאות שטוחות של סלילים דו-פילריים.
התוצאה היא סלילים שמתנהגים בצורה שונה לחלוטין במעגלי DC ו-AC. בואו נסתכל מה המאפיינים של סלילים אלה וכיצד יתנהגו סלילים אלה עם סוגים שונים של זרם זורם דרכם.
Bifilar של טסלה במעגל DC
כאשר זרם ישר זורם דרך הסליל, שדה מגנטי קבוע פרופורציונלי לגודל הזרם מופיע סביב כל אחד מהסיבובים שלו. ועל ידי הוספת השדות המגנטיים (אינדוקציות מגנטיות B) של כל סיבוב עוקב עם השדות המגנטיים של הסיבובים הקודמים, נקבל את השדה המגנטי הכולל של הסליל.
במקרה זה, עבור ביפילר טסלה זרם ישר, זה לא משנה ששני חלקי הסליל מחוברים זה לזה בסדרה, אבל מה שחשוב כאן הוא שלזרמים בכל אחד מהסיבובים שלו יש אותו גודל וכיוון , כאילו הסליל היה מלופף בחוט מוצק אחד - השראות (מידתיות המקדם בין הזרם בסליל לשטף המגנטי שנוצר על ידו) מסתבר שזהה לחלוטין, השדה המגנטי יהיה באותו גודל כמו של סליל רגיל מאותה צורה, עם אותו מספר סיבובים.
Bifilar Tesla במעגל AC
כאשר זרם חילופין עובר דרך סליל טסלה דו-פילרי, הסליל האופייני מתחיל להתבטא כקיבול סיבוב בולט, אשר מסוגל אפילו "לנטרל" את השראות בתדר התהודה. הסיבובים, הממוקמים זה ביחס לזה כך שהפרש הפוטנציאלים ביניהם בכל זוג הוא מקסימלי, הם אנלוגי של קבל המחובר במקביל לסליל.
מסתבר שסליל דו-פילרי כזה יעביר זרם חילופין ללא הפרעה בתדר מסוים (תהודה), ויספק רק התנגדות אקטיבית, כאילו היה מעגל מתנד מקבילי איכותי, ולא סליל. בהיותו מחובר למעגל במקביל למקור EMF מתחלף, סליל כזה יכול לצבור אנרגיה בתדר התהודה כמעגל נדנוד מקביל, שבו האנרגיה פרופורציונלית לריבוע של הפרש הפוטנציאל בין סיבובים סמוכים.
Bifilar Cooper במעגל DC
בפיתול דו-פילרי, שבו לזרמים הישרים בסיבובים סמוכים יש כיוונים מנוגדים ובאותו גודל (כלומר, תמונה כזו נצפית עם זרם ישר בסליל עשוי מסוג "דו-פילרי" של קופר), השדה המגנטי הכולל של הסליל יהיה שווה לאפס מכיוון שהשדות המגנטיים בכל זוג סיבובים מנטרלים זה את זה. כתוצאה מכך, סליל מסוג זה יתנהג ביחס לזרם ישר כמוליך בעל התנגדות אקטיבית טהורה ולא יראה שום השראות. כך מלופפים נגדי תיל.
קופר ביפילר במעגל זרם חילופין
כאשר זרם חילופין מופעל דרך סליל שהסיבובים שלו מסודרים זה ביחס לזה בסוג ה"ביפילרי" של קופר, דפוס השדה המגנטי יהיה תלוי בעיקר בתדירות הזרם. ואם מתברר שאורך החוט בסליל כזה תואם את אורך הגל של זרם החילופין העובר דרכו, אז ניתן לקבל למעשה את השדה המגנטי החיצוני על סליל כזה כמו בקו ארוך או אנטנה.