Bobina de inducción

Bobina de inducción, dispositivo eléctrico para producir una fuente intermitente de alta tensión. Una bobina de inducción consiste en un núcleo cilíndrico central de hierro dulce sobre el que se enrollan dos bobinas aisladas: una bobina interior o primaria, con relativamente pocas vueltas de hilo de cobre, y una bobina secundaria circundante, con un gran número de vueltas de hilo de cobre más fino. Un interruptor se encarga de hacer y cortar automáticamente la corriente en la bobina primaria. Esta corriente magnetiza el núcleo de hierro y produce un gran campo magnético en toda la bobina de inducción.

Bobina de Ruhmkorff
Bobina de Ruhmkorff

Bobina de Ruhmkorff.

Hannes Grobe

El principio de funcionamiento de la bobina de inducción fue dado en 1831 por Michael Faraday. La ley de inducción de Faraday demostró que si se modifica el campo magnético a través de una bobina se induce una fuerza electromotriz cuyo valor depende de la tasa de cambio de tiempo del campo magnético a través de la bobina. Esta fuerza electromotriz inducida está siempre, por la ley de Lenz, en una dirección tal que se opone al cambio en el campo magnético.

Faraday, Michael
Faraday, Michael

Michael Faraday dando una conferencia sobre electricidad y magnetismo, Royal Institution, Londres, 23 de enero de 1846.

© Photos.com/Thinkstock

Cuando se inicia una corriente en la bobina primaria, se crean fuerzas electromotrices inducidas en las bobinas primaria y secundaria. La fuerza electromotriz opuesta en la bobina primaria hace que la corriente aumente gradualmente hasta su valor máximo. Así, cuando la corriente se pone en marcha, la velocidad de cambio del campo magnético y la tensión inducida en la bobina secundaria son relativamente pequeñas. En cambio, cuando la corriente primaria se interrumpe, el campo magnético se reduce rápidamente y se produce una tensión relativamente grande en la bobina secundaria. Esta tensión, que puede alcanzar varias decenas de miles de voltios, sólo dura un tiempo muy corto durante el cual el campo magnético está cambiando. Así, una bobina de inducción produce una gran tensión que dura poco tiempo y una pequeña tensión inversa que dura mucho más tiempo. La frecuencia de estos cambios está determinada por la frecuencia del interruptor.

Después del descubrimiento de Faraday, se hicieron muchas mejoras en la bobina de inducción. En 1853, el físico francés Armand-Hippolyte-Louis Fizeau colocó un condensador a través del interruptor, rompiendo así la corriente primaria mucho más rápidamente. Los métodos para enrollar la bobina secundaria fueron muy mejorados por Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) en París, por Alfred Apps en Londres y por Friedrich Klingelfuss en Basilea, quien pudo obtener chispas en el aire de unos 150 cm (59 pulgadas) de longitud. Existen varios tipos de interruptores. Para las pequeñas bobinas de inducción se acopla uno mecánico a la bobina, mientras que en las bobinas más grandes se utiliza un dispositivo independiente, como un interruptor de chorro de mercurio o el interruptor electrolítico inventado por Arthur Wehnelt en 1899.

Armand-Hippolyte-Louis Fizeau.
Armand-Hippolyte-Louis Fizeau.

© Photos.com/Jupiterimages

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Las bobinas de inducción se utilizaron para proporcionar el alto voltaje para las descargas eléctricas en los gases a baja presión y, como tal, fueron fundamentales en el descubrimiento de los rayos catódicos y los rayos X a principios del siglo XX. Otra forma de bobina de inducción es la bobina de Tesla, que genera altos voltajes a altas frecuencias. Las bobinas de inducción más grandes utilizadas con los tubos de rayos X fueron desplazadas por el transformador-rectificador como fuente de tensión. En el siglo XXI las bobinas de inducción más pequeñas siguieron siendo de uso generalizado como componente crucial en los sistemas de encendido de los motores de gasolina.

Nikola Tesla
Nikola Tesla

Foto publicitaria de Nikola Tesla en su laboratorio de Colorado Springs, Colorado, en diciembre de 1899. Tesla posa con su «transmisor de aumento», capaz de producir millones de voltios de electricidad. La descarga mostrada tiene una longitud de 6,7 metros (22 pies).

Biblioteca Wellcome, Londres

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