Bobina
Descrizione
Nelle foto si vedono:
Dispositivo bifase a due elettromagneti per campo rotante per tubo di Braun.
Induttanza a nido d'ape di un ondametro.
Elettromagnete a U.
Antico contatore monofase.
Trasformatore.
Bussola delle tangenti con la grande bobina.
Dispositivo per mostrare l'induzione elettromagnetica.
Dinamo da dimostrazione a eccitazione elettromagnetica.
Piccolo modello di indotto Pacinotti.
Potere succhiante della bobina.
Piccolo rocchetto di Ruhmkorff.
Bobina di Tesla.
Grande elettromagnete di Ruhmkorff.
Due variometri.
La bobina è un filo conduttore avvolto su un supporto isolante solido.
Da duecento anni si è a conoscenza che una corrente elettrica genera un campo magnetico e che un solenoide (bobina) sufficientemente lungo rispetto al suo diametro genera al suo interno un campo magnetico uniforme.
Il parametro che caratterizza una bobina è l'induttanza la cui unità di misura è l'henry (H), ma il filo presenta resistenza e le spire danno luogo a capacità.
Il numero di spire può variare da poche a molte migliaia.
La forma e la dimensione possono essere molto variabili a seconda del suo impiego: oltre alla consueta forma cilindrica, essa può essere toroidale, a spirale piatta, a fondo di paniere, a nido d'ape (per diminuire la sua capacità) ecc. .
Per aumentarne l'induttanza può essere avvolta intorno ad un nucleo ferromagnetico. Se il nucleo ha al suo interno una vite cilindrica ferromagnetica, l'induttanza si può regolare agendo sulla vite.
I campi di applicazione sono i più vari: fisica, radiotecnica, elettronica ed elettrotecnica, meccanica, ed anche in medicina (risonanza magnetica) ecc..
Per fare un esempio, in radiotecnica, fin dai primordi, nei trasmettitori vi era il rocchetto di Ruhmkorff formato da due avvolgimenti: il primario di un centinaio di spire di filo di grossa sezione, avvolto su un nucleo costituito spesso di un fascio di fili di ferro, e il secondario (che circonda il primario), fatto di migliaia di spire di filo sottile, in genere avvolto su due distinte bobine poste in serie e vicine ai poli di uscita.
Nei primi ricevitori vi era un relais (con la sua bobina) per comandare il ricevitore telegrafico e un campanello elettrico (con due bobine) che urtava il coherer; altre bobine erano collegate alle antenne ecc.
Con la scoperta e l'impiego delle valvole termoioniche negli apparati radio, l'uso delle bobine aumentò moltissimo; se si osserva un apparecchio radio costruito nel periodo che va dagli anni Venti fino agli anni Ottanta del Novecento, si possono trovare le forme più disparate di bobine per forme e dimensioni. Bobine per accoppiamento di mutua induzione, per circuiti oscillanti (serie o parallelo) insieme ai condensatori, per filtri passa basso, per variometri, per sintonia, ecc. ecc.
Nel 1824 W. Sturgeon inventò la prima elettrocalamita che poteva sollevare una massa di circa 5 kg, ed era fatta da una grossa bobina avvolta su un materiale ferromagnetico.
La scoperta di M. Faraday dell'induzione elettromagnetica portò in breve alla costruzione del trasformatore, composto nella sua forma più semplice da un circuito ferromagnetico con due bobine, una primaria alimentata in C.A. e una secondaria da cui trarre una diversa tensione.
I trasformatori possono essere giganteschi per le centrali elettriche o minuscoli per l'alimentazione di piccoli oggetti domestici; essi possono anche avere più bobine come secondari. Oppure possono essere costituiti solo da una bobina e in tal caso si chiamano autotrasformatori.
Ricordiamo ancora la loro presenza negli altoparlanti e in alcuni tipi di microfoni.
Sono passate alla storia le bobine di N. Tesla; le bobine con anello saltatore di E. Thomson, recentemente perfezionate dal prof. G. Pegna che le ha rese piatte e molto più efficaci; le bobine H.L.F. von Helmholtz. Poi vi sono: la grande bobina nella bussola delle tangenti, le bobine nel galvanometro di G.H. Wiedemann, ecc. ecc..
Usi di una Bobina (in fase di correzione e ampliamento)
In Elettronica, Radiotecnica, Elettrotecnica, Fisica
In radiotecnica, fin dall'invenzione della radio e poi della televisione, ha avuto i più svariati impieghi. Perfino nei tubi CTR dei televisori, vicine al cannone per l'emissione di elettroni, vi sono le bobine di deflessione. In elettrotecnica le bobine fanno parte di intere categorie di dinamo, alternatori e motori, trasformatori, ecc. In tutte le branche citate moltissimi strumenti di misura al loro interno o come accessori avevano bobine fisse o mobili, fino all'avvento degli strumenti digitali.
In Meccanica
In meccanica, con il nome improprio di bobina d'accensione, viene usato un trasformatore nell'impianto elettrico dei motori a benzina. La bobina serve ad elevare il valore di tensione utilizzato dalla parte dell'alimentazione in C.C. (a secondo del sistema da 6V 12v o 24V ), trasformandola nel valore adeguato a far scoccare la scintilla tra gli elettrodi delle candele ( dell'ordine di 20.000 volt). Ora è usato raramente.
Sitografia
| Link | Descrizione |
|---|---|
| Legge di Faraday | Wikipedia |
| Induzione elettromagnetica | slides (INFN Bologna) |
| Wikipedia | Bobina |
| phet.colorado.edu | Laboratorio elettromagnetico di Faraday (Video Illustrativo) |
| Enciclopedia Treccani | Bobina |
| Wikipedia | Bobina d'accensione |