BOBINA DE INDUCCIÓN

El principio de inducción electromagnética fue descubierto por Michael Faraday en 1831.

La bobina de inducción, basada en este principio, fue inventada por Nicholas Callan, un sacerdote y profesor de filosofía natural en el St. Patrick's College en Maynooth, County Kildare, Irlanda, en el año 1836.

La bobina de Callan quedó sin terminar a su muerte y no fue hasta el año 1851 cuando Ruhmkorff construyó las primeras bobinas de inducción, también llamadas bobinas de chispas.

¿Qué es una Bobina de Inducción?

Estas bobinas tienen la forma de una bobina de cable de alambre o cobre (espiras) y tienen la propiedad de transformar una corriente eléctrica de baja tensión y alta intensidad que circula en un devanado llamado "inductor" en una corriente de muy alta tensión y baja intensidad producida en un segundo devanado llamado "inducido".

En definitiva es un electroimán con devanado primario y secundario.

Fue el primer tipo de transformador.

Es un tipo de transformador eléctrico que se utiliza para generar pulsos de alto voltaje a partir de un suministro de corriente continua (CC) de bajo voltaje.

¿Cómo Funciona una Bobina de Inducción?

La bobina de inducción tiene un núcleo cilíndrico central de hierro dulce en el que se enrollan dos bobinas aisladas de hilo de cobre.

Una bobina interna, primaria o también llamada inductora, que tiene relativamente pocas vueltas de cable de cobre y además grueso, y una bobina secundaria o inducida, que tiene una gran cantidad de vueltas de cobre y mucho más delgado.

Las dos bobinas se enrollan alrededor del núcleo de hierro común.

Para producir inducción de corriente de la primaria a la secundaria es necesario que en la bobina primaria la corriente se variable.

Podría hacerse con corriente alterna, pero en las primeras bobinas de inducción se hacia con corriente continua.

Para producir los cambios de flujo necesarios para inducir un voltaje en la bobina secundaria o inducida (corriente variable, la corriente continua en la bobina primaria se metía a través de un interruptor de forma que se metía y se interrumpía la entrada de corriente constantemente.

La frecuencia de los cambios en la corriente por la primaria está determinada por la frecuencia con la que se activa y desactiva el interruptor.

De esta forma teníamos corriente variable en la bobina primaria.

Esta corriente variable produce un flujo magnético variable que viaja por el hierro común a las dos bobinas.

Al llegar a la bobina secundaria, este flujo magnético variable corta los hilos de cobre y produce en ellos una corriente eléctrica.

Este fenómeno de producir corriente inducida por flujo magnético es lo que se conoce como inducción electromagnética.

Por la bobina del secundaria, al tener muchas más espiras (vueltas) y ser hilo fino, la tensión que se genera es mucho mayor que la que se tiene en el primario.

Recuerda que la fórmula que se cumple sería:

N1/N2 = I2 / I1 = V1 / V2

Donde

N1 = Número de espiras en el primario
N2 = Número de espiras en el secundario
I = Intensidad (primario 1, secundario 2)
V = Voltaje o tensión (primario 1, secundario 2)

Puedes deducir V2 =V1 x (N2/N1); cómo N2 es mucho mayor que N1; la fracción N2/N1 será mayor de 1.

Por lo tanto V2 será mayor que V1.

En 1853 el físico francés Armand-Hippolyte-Louis Fizeau colocó un condensador a través del interruptor, cortando y activando así la corriente primaria mucho más rápidamente, lo que mejoró enormemente el funcionamiento de la bobina.

La Bobina de Inducción de Ruhmkorff

Rühmkorff en 1851, un fabricante de instrumentos en París, aprovechando toda la experiencia previa, proporciono con su bobina una rotura automática de tipo martillo y equiparla con un condensador como sugirió Fizeau, llegando a la forma moderna de la bobina de inducción.




Al cerrar el interruptor, una corriente fluye en el primario y magnetiza el núcleo, lo que atrae la armadura y rompe el circuito.

El campo magnético se extingue; el resorte tira del inducido hacia atrás y la corriente fluye de nuevo.

Luego, el proceso se repite.

JN Hearder en Inglaterra y ES Ritchie en los Estados Unidos comenzaron la construcción de grandes bobinas, la última de las cuales construyó una especialmente grande a la orden de JP Gassiot en 1858.

En la década siguiente A. Apps dedicó gran atención a la producción de grandes bobinas de inducción, construyendo algunas de las bobinas más potentes que existen, e introdujo la importante mejora de hacer el circuito secundario de numerosas bobinas planas de alambre aislado por papel barnizado o parafinado.

En 1869 construyó para la antigua Institución Politécnica de Londres una bobina que tenía un circuito secundario de 150 m. en longitud.

Esta bobina, excitada por la corriente de 40 grandes celdas Bunsen, podría producir chispas secundarias de 30 pulgadas de largo. Posteriormente, en 1876, Apps construyó una bobina aún más grande para William Spottiswoode, que ahora está en posesión de la Royal Institution.

El circuito secundario constaba de 280 m. de alambre de cobre de aproximadamente 0,01 pulgadas de diámetro, formando un cilindro de 3, 7 pulgadas de largo y 20 pulgadas de diámetro externo; estaba enrollado en discos fiat en un gran número de secciones separadas, el número total de vueltas era 341,850. Se emplearon varios circuitos primarios con esta bobina,

¿Donde Se Utiliza?

Fue ampliamente utilizado en máquinas de rayos X, rayos catódicos, transmisores de radio de chispa, iluminación de arco y equipos médicos de electroterapia curandera desde la década de 1880 hasta la de 1920.

Las bobinas de inducción más grandes utilizadas con los tubos de rayos X fueron desplazadas por el transformador-rectificador como fuente de voltaje.

En el siglo XXI, las bobinas de inducción más pequeñas seguían siendo de uso generalizado como un componente crucial en los sistemas de arranque de los motores de combustión.

Hoy en día solo se usa ampliamente como bobina de encendido en motores de combustión interna y en las clases de física para demostrar la inducción electromagnética.

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