Bobină de inducție

Bobină de inducție, un dispozitiv electric pentru producerea unei surse intermitente de înaltă tensiune. O bobină de inducție constă dintr-un miez cilindric central de fier moale pe care sunt înfășurate două bobine izolate: o bobină interioară sau primară, având relativ puține spire de sârmă de cupru, și o bobină secundară înconjurătoare, având un număr mare de spire de sârmă de cupru mai subțire. Un întrerupător este utilizat pentru a produce și întrerupe automat curentul în bobina primară. Acest curent magnetizează miezul de fier și produce un câmp magnetic mare în toată bobina de inducție.

Spirala Ruhmkorff
Spirala Ruhmkorff

Spirala Ruhmkorff.

Hannes Grobe

Principiul de funcționare al bobinei de inducție a fost dat în 1831 de Michael Faraday. Legea inducției a lui Faraday a arătat că, dacă se modifică câmpul magnetic printr-o bobină, se induce o forță electromotoare a cărei valoare depinde de rata de variație în timp a câmpului magnetic prin bobină. Această forță electromotoare indusă este întotdeauna, prin legea lui Lenz, într-o astfel de direcție încât să se opună modificării câmpului magnetic.

Faraday, Michael
Faraday, Michael

Michael Faraday conferențiind despre electricitate și magnetism, Royal Institution, Londra, 23 ianuarie 1846.

© Photos.com/Thinkstock

Când se pornește un curent în bobina primară, se creează forțe electromotoare induse atât în bobina primară, cât și în cea secundară. Forța electromotoare opusă din bobina primară face ca curentul să crească treptat până la valoarea sa maximă. Astfel, atunci când curentul pornește, rata de variație în timp a câmpului magnetic și tensiunea indusă în bobina secundară sunt relativ mici. Pe de altă parte, atunci când curentul primar este întrerupt, câmpul magnetic se reduce rapid și se produce o tensiune relativ mare în bobina secundară. Această tensiune, care poate atinge câteva zeci de mii de volți, durează doar un timp foarte scurt în care câmpul magnetic se modifică. Astfel, o bobină de inducție produce o tensiune mare care durează puțin timp și o mică tensiune inversă care durează mult mai mult timp. Frecvența acestor schimbări este determinată de frecvența întrerupătorului.

După descoperirea lui Faraday, au fost aduse multe îmbunătățiri la bobina de inducție. În 1853, fizicianul francez Armand-Hippolyte-Louis Fizeau a plasat un condensator peste întrerupător, întrerupând astfel curentul primar mult mai rapid. Metodele de înfășurare a bobinei secundare au fost mult îmbunătățite de Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) la Paris, de Alfred Apps la Londra și de Friedrich Klingelfuss la Basel, care a reușit să obțină scântei în aer cu o lungime de aproximativ 150 cm (59 inch). Există diferite tipuri de întrerupătoare. Pentru bobinele de inducție mici, unul mecanic este atașat la bobină, în timp ce bobinele mai mari folosesc un dispozitiv separat, cum ar fi un întrerupător cu jet de mercur sau întrerupătorul electrolitic inventat de Arthur Wehnelt în 1899.

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

© Photos.com/Jupiterimages

Obțineți un abonament Britannica Premium și obțineți acces la conținut exclusiv. Abonează-te acum

Bobinele de inducție au fost folosite pentru a furniza tensiunea înaltă pentru descărcările electrice în gaze la presiune scăzută și, ca atare, au avut un rol esențial în descoperirea razelor catodice și a razelor X la începutul secolului XX. O altă formă de bobină de inducție este bobina Tesla, care generează tensiuni înalte la frecvențe înalte. Bobinele de inducție mai mari utilizate la tuburile cu raze X au fost înlocuite de transformatorul-rectificator ca sursă de tensiune. În secolul al XXI-lea, bobinele de inducție mai mici au continuat să fie utilizate pe scară largă ca o componentă crucială în sistemele de aprindere ale motoarelor pe benzină.

Nikola Tesla
Nikola Tesla

Fotografie publicitară a lui Nikola Tesla în laboratorul său din Colorado Springs, Colorado, în decembrie 1899. Tesla a pozat cu „transmițătorul său de mărire”, care era capabil să producă milioane de volți de electricitate. Descărcarea prezentată are o lungime de 6,7 metri (22 picioare).

Biblioteca Wellcome, Londra

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.