Bobina de indução

Bobina de indução, um dispositivo elétrico para produzir uma fonte intermitente de alta tensão. Uma bobina de indução consiste de um núcleo cilíndrico central de ferro macio sobre o qual são enroladas duas bobinas isoladas: uma bobina interna ou primária, com relativamente poucas voltas de fio de cobre, e uma bobina secundária circundante, com um grande número de voltas de fio de cobre mais fino. Um interruptor é usado para fazer e quebrar a corrente na bobina primária automaticamente. Esta corrente magnetiza o núcleo de ferro e produz um grande campo magnético através da bobina de indução.

 Bobina de Ruhmkorff
Bobina de Ruhmkorff

Bobina de Ruhmkorff.

Hannes Grobe

O princípio de funcionamento da bobina de indução foi dado em 1831 por Michael Faraday. A lei de indução de Faraday mostrou que se o campo magnético através de uma bobina é alterado, uma força eletromotiva é induzida cujo valor depende do tempo de mudança do campo magnético através da bobina. Esta força electromotriz induzida está sempre, pela lei de Lenz, numa direcção tal que se opõe à mudança do campo magnético.

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Faraday, Michael
Faraday, Michael

Michael Faraday lecturing on electricity and magnetism, Royal Institution, Londres, 23 de Janeiro de 1846.

© Photos.com/Thinkstock

Quando uma corrente na bobina primária é iniciada, forças eletromotivas induzidas são criadas tanto na bobina primária como na secundária. A força electromotriz oposta na bobina primária faz com que a corrente suba gradualmente até ao seu valor máximo. Assim, quando a corrente inicia, a taxa de variação temporal do campo magnético e a tensão induzida na bobina secundária são relativamente pequenas. Por outro lado, quando a corrente primária é interrompida, o campo magnético é reduzido rapidamente e uma tensão relativamente grande é produzida na bobina secundária. Esta tensão, que pode atingir várias dezenas de milhares de volts, dura apenas um tempo muito curto durante o qual o campo magnético está mudando. Assim, uma bobina de indução produz uma grande tensão que dura pouco tempo e uma pequena tensão inversa que dura muito mais tempo. A freqüência destas mudanças é determinada pela freqüência do interruptor.

Após a descoberta de Faraday, muitas melhorias foram feitas na bobina de indução. Em 1853 o físico francês Armand-Hippolyte-Louis Fizeau colocou um condensador através do interruptor, quebrando assim a corrente primária muito mais rapidamente. Os métodos para enrolar a bobina secundária foram muito melhorados por Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) em Paris, por Alfred Apps em Londres e por Friedrich Klingelfuss em Basileia, que conseguiu obter faíscas no ar com cerca de 150 cm (59 polegadas) de comprimento. Há vários tipos de interruptores. Para as pequenas bobinas de indução, uma mecânica é ligada à bobina, enquanto as maiores utilizam um dispositivo separado, como um interruptor a jato de mercúrio ou o interruptor eletrolítico inventado por Arthur Wehnelt em 1899.

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

© Photos.com/Jupiterimages

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As bobinas de indução foram usadas para fornecer a alta tensão para descargas elétricas em gases a baixa pressão e como tal foram instrumentais na descoberta de raios catódicos e raios X no início do século 20. Outra forma de bobina de indução é a bobina Tesla, que gera altas tensões a altas freqüências. As maiores bobinas de indução utilizadas com tubos de raios X foram deslocadas pelo transformador-retificador como fonte de tensão. No século XXI, bobinas de indução menores permaneceram em amplo uso como componente crucial nos sistemas de ignição de motores a gasolina.

Nikola Tesla
Nikola Tesla

Fotos de Nikola Tesla em seu laboratório em Colorado Springs, Colorado, em dezembro de 1899. Tesla posou com o seu “transmissor de ampliação”, capaz de produzir milhões de volts de electricidade. A descarga mostrada é de 6,7 metros de comprimento.

Wellcome Library, London

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