Введение. 
Магнитодинамика спирально-конических обмоток

Традиционная электротехника на основе классической электродинамики не могла увидеть возможностей спирально-конических обмоток, так как не только функциональные возможности, но даже конструктивные исполнения таких обмоток не являются самоочевидными с позиций классической электродинамики[ 1 ].

Действительно, используя в качестве силовой характеристики магнитного поля величину магнитного натяжения [ 2 ]:

которая сразу позволяет выразить величину магнитодинамического взаимодействия как производную от энергии по расстоянию:

где C=Const вбирает в себя все постоянные величины, которое открывает перспективы многочисленных технических решений на основе магнитодинамики [4].

Магнитодинамическое акустическое устройство по патенту № 2 027 319РФ

Устройство и принцип действия спирально-конической обмотки наиболее просто представлены в изобретении автора по патенту № 2 027 319 РФ на магнитодинамическое акустическое устройство [5].

Устройство предназначено для взаимного преобразования электрических сигналов в звуковые колебания и наоборот, поэтому оно может быть использовано в качестве источника или приемника акустических волн.

Рисунок 1 — Вид устройства. Разрез по оси при снятой диафрагме устройства

Устройство состоит из корпуса 1 с проушинами 2, внутри которого размещен магнитопровод 3 в виде свернутой в спираль магнитной пластины 4 с проводом 5 в пазу 6 под углом к кромкам пластины 4. Провод 5 имеет выводы 7 и 8 через отверстия 9 в корпусе 1. С торца корпуса 1 прикреплена диафрагма 10, соединенная со стержнем 11 магнитопровода 3 в его ступенчатом профиле выступа 12 и впадины 13.

Таким образом, провод 5 в магнитопроводе 3 образует спирально-коническую обмотку, витки которой имеют возможность взаимодействовать между собой в соответствии с величинами функциональной зависимости по выражению (3), то есть при включении электрического переменного напряжения (поступлении сигнала) на спирально-коническую обмотку из провода 5 в магнитопроводе 3 взаимодействие витков обмотки между собой приводит к механическим колебаниям витков пластины 4, которые по стержню 11 передаются диафрагме 10, излучающей акустические волны в направлении ориентации диафрагмы.

Соответственно, при направлении диафрагмы 10 в сторону акустического источника с подключенным устройством во входной цепи УНЧ акустические волны создают акустическое давление заданной частоты на диафрагму 10, вызывая её колебания, которые через стержень 11 передаются на магнитопровод 3 со спирально-конической обмоткой из провода 5 в пазу 6. В результате изменения относительного расстояния между витками спирально-конической обмотки из провода 5 в пазу 6 магнитопровода 3 в соответствии с акустическими колебаниями изменяется величина индуктивности обмотки, изменяя частоту, величину и направление электротока в схеме УНЧ, создавая на его выходе электрические сигналы соответствующих частот и амплитуд.

Разумеется, снабжая такую спирально-коническую обмотку различными приспособлениями, мы можем использовать её в качестве силового элемента магнитодинамического типа. Ниже рассмотрим несколько конкретных примеров применения такого силового элемента.