Induktionsspole

Induktionsspole, en elektrisk anordning för att producera en intermittent högspänningskälla. En induktionsspole består av en central cylindrisk kärna av mjukt järn på vilken två isolerade spolariteter är lindade: en inre eller primär spole, med relativt få varv av koppartråd, och en omgivande sekundär spole, med ett stort antal varv av tunnare koppartråd. En brytare används för att automatiskt sätta igång och bryta strömmen i primärspolen. Denna ström magnetiserar järnkärnan och producerar ett stort magnetfält i hela induktionsspolen.

Ruhmkorffspole
Ruhmkorffspole

Ruhmkorffspole.

Hannes Grobe

Förmågan att använda en induktionsspole gavs 1831 av Michael Faraday. Faradays induktionslag visade att om magnetfältet genom en spole ändras induceras en elektromotorisk kraft vars värde beror på tidshastigheten för förändringen av magnetfältet genom spolen. Denna inducerade elektromotoriska kraft är enligt Lenz’ lag alltid i en sådan riktning att den motsätter sig förändringen av magnetfältet.

Faraday, Michael
Faraday, Michael

Michael Faraday lecturing on electricity and magnetism, Royal Institution, London, January 23, 1846.

© Photos.com/Thinkstock

När en ström i primärspolen startas skapas inducerade elektromotoriska krafter i både primär- och sekundärspolen. Den motsatta elektromotoriska kraften i primärspolen gör att strömmen gradvis stiger till sitt maximala värde. När strömmen startar är således tidshastigheten för förändring av magnetfältet och den inducerade spänningen i sekundärspolen relativt liten. När primärströmmen avbryts minskar å andra sidan magnetfältet snabbt och en relativt stor spänning produceras i sekundärspolen. Denna spänning, som kan uppgå till flera tiotusentals volt, varar endast under en mycket kort tid då magnetfältet förändras. En induktionsspole producerar alltså en stor spänning som varar under en kort tid och en liten omvänd spänning som varar under en mycket längre tid. Frekvensen av dessa förändringar bestäms av avbrytarens frekvens.

Efter Faradays upptäckt gjordes många förbättringar av induktionsspolen. År 1853 placerade den franske fysikern Armand-Hippolyte-Louis Fizeau en kondensator över avbrytaren och bröt därmed primärströmmen mycket snabbare. Metoderna för lindning av sekundärspolen förbättrades avsevärt av Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) i Paris, av Alfred Apps i London och av Friedrich Klingelfuss i Basel, som lyckades få fram gnistor i luft som var cirka 150 cm långa. Det finns olika typer av avbrytare. För de små induktionsspolarna är en mekanisk sådan fäst vid spolen, medan de större spolarna använder en separat anordning som t.ex. en kvicksilverstråleavbrytare eller den elektrolytiska avbrytare som uppfanns av Arthur Wehnelt 1899.

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

© Photos.com/Jupiterimages

Skaffa dig en Britannica Premium-prenumeration och få tillgång till exklusivt innehåll. Prenumerera nu

Induktionsspolar användes för att tillhandahålla den höga spänningen för elektriska urladdningar i gaser vid lågt tryck och var som sådana avgörande för upptäckten av katodstrålar och röntgenstrålar i början av 1900-talet. En annan form av induktionsspole är Teslaspolen, som genererar hög spänning vid höga frekvenser. De större induktionsspolar som användes med röntgenrör ersattes av transformator-likriktaren som spänningskälla. Under 2000-talet förblev mindre induktionsspolar i utbredd användning som en viktig komponent i tändsystem i bensinmotorer.

Nikola Tesla
Nikola Tesla

Publicitetsfoto av Nikola Tesla i hans laboratorium i Colorado Springs, Colorado, i december 1899. Tesla poserade med sin ”förstoringssändare”, som kunde producera miljontals volt elektricitet. Den visade urladdningen är 6,7 meter (22 fot) lång.

Wellcome Library, London

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.