Usuari:Mcapdevila/Bobina de Ruhmkorff

La bobina de Ruhmkorff és un generador elèctric que permet obtenir tensions molt elevades, de l'ordre dels milers o desenes de milers de volts a partir d'una font de corrent continu. Va ser inventada cap 1850 per Heinrich Daniel Ruhmkorff, mecànic de precisió parisenc d'origen alemany. Al mateix temps Charles Grafton Page en els Estats Units i Antoine Masson a França havien realitzat aparells similars. Ruhmkorff va aportar a la bobina de Masson els perfeccionaments necessaris per respondre a les necessitats de la medicina i la física d'una font de corrent de molt alta tensió.

Funcionament

El principi de la bobina de Ruhmkorff és el d'un transformador elevador de tensió constituït d'un bobinat primari p i d'un bobinat secundari S . El primari està fet d'unes desenes de voltes de fil de coure aïllat d'un diàmetre bastant gruixut (de l'ordre d'un mil·límetre) mentre que el secundari està constituït de diverses desenes, fins i tot centenes de miler de voltes de fil molt fi (algunes dècimes de mil·límetre). Els dos bobinats estan enrotllats al voltant d'un nucli magnètic N format per fils de ferro dolç reunits en feixos. El fet de dividir el nucli permet limitar les pèrdues per Corrent de Foucault. Les espires del bobinat secundari han de ser acuradament aïllades per evitar la crema del bobinatge per sobretensió.

Si el primari p és recorregut per un corrent variable (un corrent continu produïda per un acumulador i comandada per l'interruptor Int ) la variació del camp magnètic indueix en el secundari S una tensió en la qual el valor és proporcional a la relació entre el nombre de voltes de S amb el nombre de voltes de p . Aquesta relació de transformació és molt gran per la bobina d'Ruhmkorff, el que permet obtenir tensions de diversos quilovolts. Al tall del corrent (obertura del circuit primari) és quan la tensió induïda és més elevada i produeix una espurna entre els borns esfèrics de Ec .

La formació de l'espurna es tradueix en la producció en el circuit d'una sèrie d'oscil·lacions elèctriques amortides amb un període que va ser calculat el 1853 per William Thomson. Aquesta descàrrega oscilatoria s'acompanya de l'emissió d'ones electromagnètiques que van ser estudiades per Heinrich Rudolf Hertz el 1887.

L'oscil·lador

Per produir espurnes permanentment, va ser suficient per Ruhmkorff controlar el pas del corrent que circula pel primari amb l'ajuda d'un oscil·lador , un sistema interruptor posat a punt per l'alemany Christian Ernst Neef. El principi és el mateix que el del timbre electromagnètic:

• Primer temps: el corrent subministrada per l'acumulador accu passa pel contacte c i travessa la bobina P .
• Segon temps: un camp magnètic es forma en el nucli, que es comporta llavors com un imant, i atreu el relé m fix a l'extrem d'una làmina ressort r , subjecta al punt o .
• Tercer temps: la làmina se separa del contacte C i la circulació del corrent en el primari s'interromp bruscament. L'espurna del pic de corrent de ruptura és absorbida pel condensador cond . El camp magnètic en el nucli desapareix.
• Quart temps: el relleu m no és atret pel nucli, la làmina r torna a tancar el contacte amb c i el corrent pot circular de nou.

El temps que separa dos talls del circuit s'anomena període de tall . Depèn de nombrosos paràmetres (atracció del nucli, rigidesa del ressort, etc.) I pot ser ajustat amb l'ajuda del cargol de reglatge V . És de l'ordre de milisegons, el que correspon a una freqüència de tall de 1000 hertzs.

L'afegit del condensador en els borns del contacte C va ser proposat el 1853 per Hippolyte Fizeau. Els principis descrits aquí són els utilitzats per la bobina d'encesa dels motors d'explosió per a produir l'espurna en les bugies.

Enllaços externs

• Machines à influence contre bobines d'induction de 1870 à 1900
• La bobina d'inducció i els transformadors (en francès)
• La bobina de Ruhmkorff de la medicina a la física (en francès)