Ruhmkorff-spole

Ruhmkorff-spole er et elektrisk apparat som tidligere ble brukt til å skape høye spenninger. Det har fått sitt navn etter Heinrich Ruhmkorff som forbedret og kommersialiserte tidligere utforminger. 

Funksjonen til apparatet er basert på loven om elektromagnetisk induksjon og er det samme som benyttes i vanlige transformatorer. Det kan omforme en lav spenning fra en likestrømskilde til en serie av pulser med spenninger opp til flere tusen volt. Ved å la den genererte strømmen gå gjennom et gnistgap, kan disse høye spenningene gjøres synlige som små lysbuer med lengder på flere centimeter.

Heinrich Hertz gjorde bruk av Ruhmkorff-spoler da han for første gang klarte å lage radiobølger i overensstemmelse med Maxwells teori. Noen år senere da Marconi utviklet den praktiske bruken av radio, var dette basert på gnistsendere hvor den sentrale delen var en Ruhmkorff-spole eller videreutvikling av denne. Den ble også snart benyttet til fremstilling av røntgenstråling, mens den i nyere tid  finnes som tennspoler i motorkjøretøy basert på forbrenningsmotorer.

Virkemåte

Den sentrale delen av en Ruhmkorff-spole er en elektromagnet M. Den består av en spole av ganske tykk og isolert kobbertråd som er viklet rundt en sylindrisk kjerne av jern og blir omtalt som «primærviklingen» P. Om denne befinner seg en større spole av tynnere ledning og med mange flere viklinger. Den utgjør «sekundærviklingen» S. Indukssjonsloven sier at en en rask forandring av strømmen i primærviklingen vil indusere en kraftig spenning i sekundærkretsen. Den er avsluttet med et gnistgap G. Hvis den induserte spenningen er tilstrekkelig høy, vil det slå en gnist over dette gapet i form av en liten lysbue. Denne er elektrisk ledende og sekundærkretsen vil føre en strøm inntil spenningen er blitt så lav at gnisten slukker og kretsen brytes..

Med bare tilgang til spenningskilder som vanlige batteri B, kan en raskt foranderlig strøm gjennom primærvindingen produseres ved å «hakke opp» likestrømmen. Denne startes opp med kontakten K, og det bygges opp et magnetfelt i jernkjernen M. Det trekker til seg den lille magneten A og etter en kort stund brytes dermed strømmen brått. Magnetfeltet i forsvinner like raskt med det resultat at en kraftig spenning oppstår i sekundærviklingen. Er denne høy nok, vil man få en utladning gjennom gnistgapet. Strømmen avtar som i en RL-krets og gnisten forsvinner med magnetfeltet i spolen.

I mellomtiden har magneten A  bevegt seg tilbake til utgangsposisjonen hvis den er elastisk montert med en fjær. Men med dette slås kontakten K på igjen, et nytt magnetfelt bygges opp og en ny gnist dannes. Dette resulterer i en serie med regelmessige utladninger, kanskje flere hundre per sekund avhengig av spolens oppbygning og den mekaniske fjæren ved kontakten K. Med det blotte øye vil de derfor sees som en kontinuerlig lysbue i gnistgapet.

Slukkekondensator

Ved høye spenninger kan det også oppstå gnistoverslag ved kontakten K. Det har uheldige konsekvenser for de elektriske egenskapene til spolen  og kan på sikt ødelegge selve kontakten. For å hindre disse gnistene er det derfor vanlig å montere inn en kondensator C i primærkretsen. Den vil dermed virke som en svingekrets og gi oscillasjoner av strømmen med en viss frekvens.

Ved induksjon vil disse bli overført til sekundærkretsen slik at den genererte høyspenningen også vil oscillere. Hver gnistutladning som forkommer typisk noen hundre ganger i sekundet, vil da bestå av en dempet svingning med en frekvens som kan være mange tusen ganger høyere. Det er disse oscillasjonene som benyttes i gnistsendere.

Se også
 Transformator
 Gnistsender

Referanser

Eksterne lenker

 Youtube, Ruhmkorff ignition coil  

Elektrisitet
Elektrisk utstyr