A bobine de Ruhmkorff não foi inventada por Ruhmkorff, mas tomou o seu nome pelos êxitos que este teve na fabricação de bobines de indução.

 

Durante as primeiras incursões nos domínios da eletricidade, esta não tinha qualquer utilidade para além da diversão. Primeiro, os corpos eletrizados por frição permitiam atrair objetos leves, o que foi utilizado na eletrização de pessoas em demonstrações públicas, utilizando-se para o efeito as primeiras máquinas eletrostáticas por frição. Estas máquinas permitiam armazenar eletricidade na garrafa de Leyden, entretanto descoberta. Com esta garrafa tornou-se mais fácil eletrizar pessoas e produzir-lhes choques elétricos verdadeiramente sensíveis. Houve quem pensasse em aplicar esta inovação para tratar certas doenças através de choques elétricos. Os choques produzidos com a garrafa de Leyden eram muito violentos, pelo que o padre Nollet, experimentador entusiasta da eletricidade, fez experiências com animais, acabando por provocar a morte de um pardal com um choque elétrico. Apesar disso, a terapia dos choques elétricos continuou a ser experimentada.

 

Mais tarde, em 1832, o professor universitário americano Joseph Henry fazia experiências com um circuito elétrico constituído por várias pilhas elétricas ligadas em série, por dois fios com vários metros de comprimento (ligados cada um a um dos pólos da bateria de pilhas) e por um recipiente com mercúrio (metal líquido condutor). Para fechar o circuito e fazer passar a corrente elétrica, Henry mergulhava as duas extremidades livres dos condutores no mercúrio. Ao retirar o fio do mercúrio, Henry observou que se formava uma faísca entre o fio e o mercúrio (ver figura seguinte). Aparentemente, a interrupção da corrente não era instantânea, manifestando a corrente uma espécie de inércia pelo aparecimento de outra corrente a que chamou extra-corrente de rutura. Henry realizou novas experiências e verificou que as faíscas eram mais intensas aumentando o comprimento do fio, enrolando o fio em espiras (uma espira é um fio enrolando em forma de circunferência) e introduzindo um núcleo de ferro no interior das espiras. Este fenómeno ficou conhecido pelo nome de indução. Pelo fato de se formar no próprio circuito onde passava a corrente, chamou-se auto-indução.

 

 

Rectângulo arredondado: JCabrita 2001

 

 

  

 

 

 

 

Um ano antes, o físico inglês Michael Faraday fizera uma experiência com um anel de ferro em torno do qual enrolou fio em duas bobines separadas. Ligou uma das bobines a uma pilha (circuito primário). Ao ligar, observou num aparelho de medida ligado à outra bobine (circuito secundário) que a agulha do aparelho se desviava, indicando a passagem de corrente. Ao desligar a pilha do primário, observou que a agulha no circuito secundário se desviava em sentido contrário ao inicial. Só houve desvio da agulha ao ligar e ao desligar. Este fenómeno de indução é da mesma natureza do verificado por Henry. Como se verifica entre duas bobines separadas chama-se indução mútua. A experiência realizada por Faraday está também na base do que viria a ser o transformador, máquina usada hoje em dia em corrente alternada.

É possível receber choques elétricos segurando as extremidades do circuito onde se formam as faíscas e abrindo e fechando o circuito.

 

Em 1835, Charles Page, médico e fabricante de instrumentos científicos americano, inventou o primeiro auto-transformador para fins medicinais (ver figura seguinte). O aparelho era constituído por uma bobine (circuito primário) e vários pontos desta estavam acessíveis (circuito secundário). Os choques eram obtidos neste circuito quando o primário era aberto.

 

 

 

Rectângulo arredondado: JCabrita 2001

 

 

 

 

 

 

Foram criados dispositivos para abrir manual ou automaticamente o circuito de forma a produzir as faíscas.

Uma forma de interrutor manual é de uma roda com manivela. Ao rodar, uma lâmina condutora assenta sucessivamente sobre uma parte condutora e sobre outra parte não condutora. Estas partes encontram-se distribuídas em quantidade pela periferia da roda. As partes condutoras estão ligadas à bobine.

 

Uma forma de interrutor automático foi adotada pelo professor irlandês de física Nicholas Callan que utilizou com a sua bobine (auto-transformador) um mecanismo de relógio para acionar um fio de metal mergulhado num recipiente com mercúrio e abrir assim o circuito 3000 a 4000 vezes por minuto. O fio e o mercúrio funcionavam como interrutor e o comando manual foi substituído pelo mecanismo de relógio.

Em 1837 Callan separou a bobine em duas, uma primário e outra secundário, aproximando a bobine da sua forma final.

 

Entretanto Page introduzia melhoramentos nas suas bobines, um dos quais em 1837 foi um interrutor eletromagnético funcionando como os circuitos hoje usados nas campainhas elétricas. O circuito está fechado e um eletroíman atrai uma armadura. Quando a armadura é atraída abre o circuito e o eletroíman desliga. Ao desligar este, a armadura regressa à posição inicial e fecha de novo o circuito, repetindo-se o processo. A parte correspondente ao martelo que bate na câmpanula da campainha era constituída por uma haste que entrava ou saía de um copo de mercúrio. Ao deixar de contatar com o mercúrio, abria-se o circuito da bobine e saltava uma faísca. Outros construtores usaram o mesmo princípio.

 

Mais tarde, os copos de mercúrio foram substituídos por contatos de platina e parafusos de fixação (ver figura seguinte). A velocidade de funcionamento normal é muito superior à mostrada na animação.

 

 

 

 

Rectângulo arredondado: JCabrita 2001

 

 



Na década de 40 as bobines eram praticamente apenas usadas para fins médicos.

 

Um dos fabricantes de instrumentos magnéticos em Londres era E.M. Clarke, em cooperação com o engenheiro ótico Charles Chevalier. Um dos empregados deste último era Heinrich Ruhmkorff, mecânico de precisão de origem alemã. Mais tarde Ruhmkorff encontrar-se-á em Paris.

De 1851 a 1856, Ruhmkorff melhora as bobines de forma a aumentar as faíscas produzidas no secundário. Com ele a bobine entra no domínio da física. Ruhmkorff reduz a seção dos fios do secundário, atingindo um comprimento do fio de cerca de 10 km, aumenta o isolamento do secundário com goma-laca e separa as camadas de fio com seda envernizada. Enrola o secundário sobre um cilindro de vidro, isolando-o do primário. Acrescenta um inversor de corrente para mudar o sentido da corrente no primário. Por sugestão do físico Hippolyte Fizeau, junta, em 1853, um capacitor de grande capacidade ao primário. Com o capacitor reduz o desgaste dos contatos devido à diminuição da intensidade das faíscas e do tempo de duração da indução e aproveita a extra-corrente de ruptura para carregar o capacitor. Desta forma aumenta a tensão no secundário, pois a corrente no primário passa a ser mais brusca., por diminuição do tempo de duração da indução e aproveita a extra-corrente de rutura para carregar o capacitor. Desta forma aumenta a tensão no secundário, pois a corrente no primário passa a ser mais brusca.





 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

Ruhmkorff ganhou diversos prémios desde a Exposição de Paris de 1855, o que contribuiu para que a bobine tomasse o seu nome.

 

Em 1877, a bobine será utilizada pelo físico alemão Heinrich Hertz em experiências que o conduzirão à descoberta das ondas eletromagnéticas propagando-se no espaço.

 

Além disso, nessa época é utilizada em laboratórios no estudo das faíscas e das descargas nos gases, na produção de oscilações e ondas elétricas e, desde 1895, na produção de raios X.

 

Foram construídas bobinas com cerca de 2 metros de comprimento capazes de produzir faíscas com mais de 1 metro de comprimento.

 

A bobina de indução tem hoje larga aplicação para produzir as faíscas necessárias à ignição dos motores a gasolina.

 

 

A bobina de indução é, na realidade, um transformador de corrente contínua de baixa tensão em corrente alternada não sinusoidal de alta tensão.

 

 

 

 

 

 

Bibliografia

Hertz (Cahiers de Science et Vie)

 

 

 

 

 

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