Ruhmkorff bobina 1

Circuitul Ruhmkorff bobinei de inducție

Coil Ruhmkorff. bobina de inducție - un dispozitiv pentru producerea impulsuri de înaltă tensiune. Este un traductor electromecanic de joasă tensiune de curent continuu într-o tensiune de curent alternativ de înaltă. Bobina a fost numit dupa inventatorul german Heinrich Ruhmkorff. care a brevetat prima structură bobina în 1851 și a organizat producția de succes în atelierul său din Paris. Dezvoltarea anterioară a unui astfel de dispozitiv alți inventatori se referă la 1836.

Expresia „bobina de inducție“ este de asemenea folosit pentru o bobină, care convertește curentul alternativ în înaltă frecvență curenți turbionari pentru încălzirea obiectelor plasate în (sau aproape), această bobină, în încălzire prin inducție sau topire zonă pentru echipament.

Proiectare si cablare diagrama

bobină de inducție este format din două înfășurări din sârmă de cupru izolate în jurul unui miez de fier comun (B). Înfășurarea primară cuprinde un număr de relativ mici (zeci, sute) de spire de sârmă groasă. Înfășurarea secundară cuprinde un număr mare (mii) de spire de sârmă fină. Compoziția include un întrerupător de circuit bobina (V) al înfășurării primare de circuit (vibrator), un condensator. și direcție diferența de descărcare (E) în circuitul înfășurării secundare. Intreruptorul este proiectat pentru rapid de deschidere alternativă și un circuit electric. Diferența dintre armătură și bobina spărgător de bază poate fi reglată cu un șurub.

Într-o bobină practică de circuit este conectat la o sursă de curent continuu (P), de exemplu, printr-o cheie de telegraf (M). Este prezentat în Schema galvanometru balistice (G) poate fi utilizat [1] pentru măsurarea sarcinii electrice. transmisă la circuitul bobinei secundar când evacuarea scânteii prin fanta de evacuare (E).

Principiul de funcționare

procese electrice în bobină fără condensator:
i1 - curent primar (albastru);
v2 - tensiune secundară (roșu).
întrerupător de contact:
«Deschideți» - deschis;
«Închis» - închis.

Cu toate acestea, în bobina cu un condensator. Scale pentru intervalul v2 «deschis» diferă de figura superioară, este considerabil tensiunea mai mult secundară

Atunci când M-cheie de circuit sursă de alimentare de circuit cu bobinaj fluxurile de curent în creștere în aceasta primare (a se vedea. Figura) datorită naturii inductivă a circuitului. Într-un câmp magnetic al bobinei se acumulează energie W. J:

Când fluxul magnetic în miez ajunge la o anumită valoare, armătura este atras de întrerupătorul de bază și este deschis circuitul electric. Deschiderea circuitului electric care duce la o scădere bruscă a curentului primar și pentru a reduce fluxul magnetic. Anchor întrerupător de arcul revine la poziția sa inițială și se închide un circuit electric. Fluxul magnetic în miez ajunge din nou la o anumită valoare, și se deschide circuitul electric. Procesul de deschidere-închidere se extinde continuu, atâta timp cât cheia este închisă M.

Tensiunea de pe înfășurarea secundară (tensiune secundară, v2) aproximativ proporțională cu viteza de variație a curentului în înfășurarea primară (actualul primar, i1). Când întrerupătorul de circuit este deschis, iar tensiunea la înfășurarea secundară are o polaritate diferită. Când circuitul de curent creste (creste) relativ lent, cu rata de creștere a curentului scade treptat datorită rezistenței circuitului de înfășurare primară și rezistența internă sursă de alimentare. Când a deschis, schimbarea curentului în înfășurarea primară a mai dramatic. Prin urmare, tensiunea la supratensiune pe partea secundară prin deschiderea a mai mult de închidere.

Astfel, la fiecare disjunctor gap interval de inducție electromagnetică asupra înfășurării secundare induse impulsuri de înaltă tensiune (zeci, sute de mii de volți). Fiecare puls având o amplitudine suficientă pentru a cauza descărcării scânteii în golul de evacuare.

numire condensator

În absența deschiderii condensator breaker este însoțit de un contact substanțial între EMF sale de auto-inducție. Aceasta conduce la ionizarea întrefierul dintre contactele și arc electric [1]. care consumă energia stocată în bobina. Atunci când această rată de schimbare (scădere) a curentului primar încetinește, iar tensiunea de ieșire scade.

Când prezența condensatorului (capacitate de la aproximativ 0,5 până la 15 microni F) tensiunea între contactele întrerupătorului în momentul deschiderii este egală cu tensiunea la bornele condensatorului, adică aproape de zero. Prin urmare, un arc electric nu este format, și o rată de variație a curentului primar după deschiderea întrerupătorului crește semnificativ. Prin urmare crește și tensiunea indusă pe înfășurarea secundară. Condensatorul și înfășurarea primară este în intervalul de timp ruptură formează un circuit de oscilație. Prin urmare, curge în înfășurarea primară în descompunere oscilante curent sinusoidal, prin care tensiunea sinusoidală indusă pe înfășurarea secundară.

Disponibilitate condensator elimina pierderile de energie în timpul deschiderii contactelor întreruptorului, dar la operație relativ înaltă frecvență a pierderii tocător poate apărea în timpul închiderii de contact - în cazul în care are loc în momentul în care tensiunea pe condensator este semnificativ diferit de zero.

lossless Diagrama teoretică

In mod ideal, în absența pierderilor din bobină și întreaga schemă a conexiunii (fără arc electric în întreruptorul), întreruptorul după declanșare energie a bobinei de câmp magnetic este complet transformată în energie a unui condensator de câmp electric. În cazul în care condensatorul înainte de a fi fost complet descărcat, egalitatea:

Circuitul rezonant maxim o tensiune alternativă pe condensator și inductor sunt egale, prin urmare, tensiunea maximă peste înfășurarea primară a bobinei

În această formulă, nu există nici o dependență explicită cu privire la tensiunea de alimentare. Tensiunea peste înfășurarea primară a bobinei este determinată numai de parametrii circuitului oscilatorie și curentul din înfășurarea primară, astfel că poate fi de multe ori sursa de tensiune de alimentare. Datorită numărului mare de raportul dintre numărul de rotații ale înfășurărilor secundare și primare ale tensiunii de ieșire va fi chiar mai mare.

Puteți obține o expresie pentru U m> cu o dependență de tensiunea de alimentare. In Schema de curent maxim lossless în inductor care este conectat la o sursă de alimentare cu o tensiune constantă U p> în intervalul de timp t p>. Acesta este dat de:

Caracteristici de design

Tensiunea ridicată generată pe înfășurarea secundară, impune anumite cerințe pentru structura sa, pentru a evita defalcare electrică a izolației între spirele unui fir subțire și o scânteie (sau arc), descărcarea între părțile separate ale bobinei. Pentru a face acest lucru, conductori, cu o diferență de potențial mare sunt transportate, în măsura în care este posibil unul de altul. Într-o metodă larg utilizată, înfășurarea secundară este împărțit în secțiuni înguste izolate conectate electric printr-o legătură serială. În primul rând, în miez de fier este înfășurat o înfășurare primară, iar înfășurarea primară a hârtiei suprapuse sau izolație din cauciuc. Apoi a pus pe fiecare secțiune a înfășurării secundare izolate de la fiecare alte discuri din carton cerat. Tensiunea generată în fiecare secțiune nu este suficientă pentru defalcare electrică în cadrul secțiunii. tensiune considerabilă este creat doar după câteva secțiuni succesive care sunt distanțate suficient de departe. Pentru eliminarea finală a întregii sale bobina este impregnat, de exemplu, parafină topită. După întărire, bobina este închisă în întregime în parafină.

Pentru a preveni curenți turbionari. care provoacă pierderi de energie, miezul de fier este fabricat dintr-un fascicul de fire de fier paralele acoperite cu shellac izolări electrice. Prin urmare, curenții turbionari induși în miez, care sunt închise într-un plan perpendicular pe axa magnetice sunt blocate straturi izolatoare. Capetele înfășurării sunt adesea izolate primar protruded câțiva centimetri de la ambele capete ale înfășurării secundare pentru a preveni descărcare electrică de înaltă tensiune secundară prin înfășurarea primară.