Indukční cívka

Indukční cívka, elektrické zařízení pro výrobu přerušovaného zdroje vysokého napětí. Indukční cívka se skládá z centrálního válcového jádra z měkkého železa, na kterém jsou navinuty dvě izolované cívky: vnitřní neboli primární cívka, která má relativně málo závitů měděného drátu, a okolní sekundární cívka, která má velký počet závitů tenčího měděného drátu. Pro automatické zapínání a vypínání proudu v primární cívce se používá přerušovač. Tento proud magnetizuje železné jádro a vytváří velké magnetické pole v celé indukční cívce.

Ruhmkorffova cívka
Ruhmkorffova cívka

Ruhmkorffova cívka.

Hannes Grobe

Princip činnosti indukční cívky uvedl v roce 1831 Michael Faraday. Faradayův indukční zákon ukázal, že při změně magnetického pole procházejícího cívkou se indukuje elektromotorická síla, jejíž hodnota závisí na časové rychlosti změny magnetického pole procházejícího cívkou. Tato indukovaná elektromotorická síla má podle Lenzova zákona vždy takový směr, aby působila proti změně magnetického pole.

Faraday, Michael
Faraday, Michael

Michael Faraday přednáší o elektřině a magnetismu, Royal Institution, Londýn, 23. ledna 1846.

© Photos.com/Thinkstock

Při spuštění proudu v primární cívce vznikají v primární i sekundární cívce indukované elektromotorické síly. Opačná elektromotorická síla v primární cívce způsobuje postupný nárůst proudu až na jeho maximální hodnotu. Při spuštění proudu je tedy časová rychlost změny magnetického pole a indukované napětí v sekundární cívce relativně malá. Naopak při přerušení primárního proudu se magnetické pole rychle zmenší a v sekundární cívce vznikne poměrně velké napětí. Toto napětí, které může dosahovat několika desítek tisíc voltů, trvá jen po velmi krátkou dobu, během níž se mění magnetické pole. Indukční cívka tedy vytváří velké napětí trvající krátkou dobu a malé zpětné napětí trvající mnohem déle. Frekvence těchto změn je určena frekvencí přerušovače.

Po Faradayově objevu bylo na indukční cívce provedeno mnoho vylepšení. V roce 1853 umístil francouzský fyzik Armand-Hippolyte-Louis Fizeau přes přerušovač kondenzátor, čímž přerušil primární proud mnohem rychleji. Metody navíjení sekundární cívky výrazně zdokonalil Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) v Paříži, Alfred Apps v Londýně a Friedrich Klingelfuss v Basileji, který dokázal získat jiskry ve vzduchu dlouhé asi 150 cm (59 palců). Existují různé druhy přerušovačů. U malých indukčních cívek je k cívce připojen mechanický přerušovač, zatímco u větších cívek se používá samostatné zařízení, jako je rtuťový proudový přerušovač nebo elektrolytický přerušovač, který vynalezl Arthur Wehnelt v roce 1899.

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

© Photos.com/Jupiterimages

Získejte předplatné Britannica Premium a získejte přístup k exkluzivnímu obsahu. Předplaťte si nyní

Indukční cívky se používaly k zajištění vysokého napětí pro elektrické výboje v plynech při nízkém tlaku a jako takové se podílely na objevu katodového a rentgenového záření na počátku 20. století. Další formou indukční cívky je Teslova cívka, která generuje vysoké napětí při vysokých frekvencích. Větší indukční cívky používané u rentgenových trubic byly jako zdroj napětí vytlačeny transformátorem – usměrňovačem. V 21. století se menší indukční cívky nadále široce používaly jako klíčová součást zapalovacích systémů benzinových motorů.

Nikola Tesla
Nikola Tesla

Reklamní fotografie Nikoly Tesly v jeho laboratoři v Colorado Springs v Coloradu v prosinci 1899. Tesla pózoval se svým „zvětšovacím vysílačem“, který byl schopen produkovat miliony voltů elektrické energie. Zobrazený výboj je dlouhý 6,7 metru (22 stop).

Wellcome Library, Londýn

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.