Petites bobines d'induction

C'est en 1851 que Ruhmkorff  construit les premières bobines d'induction qui présentent la propriété de transformer un courant électrique de faible tension et de forte intensité circulant dans un enroulement "inducteur" en un courant de tension très élevée, produit dans un second enroulement dit "induit". La tension obtenue, dont l'importance dépend des caractéristiques physiques de l'appareil, est capable de produire des commotions, des étincelles ou encore des effets lumineux dans les gaz raréfiés. Dans la deuxième partie du XIXe siècle, elles sont incontournables dans les cabinets de physique et les applications sont déjà nombreuses dans l'industrie et le domaine médical. Les bobines présentées sur cette page sont des modèles de dimensions modestes très à la mode à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. On les trouve alors dans les catalogues de matériel pour l'enseignement mais elles sont  également proposées aux amateurs de jouets scientifiques tout comme les moteurs à vapeur ou les chemins de fer électriques. Elles présentent un réel caractère pédagogique et peuvent être accompagnées d'un livret indiquant les expériences réalisables.  Leur utilisation demande, toutefois, certaines précautions car elles sont capables de provoquer des secousses d'origine électrique non négligeables particulièrement, et c'est le cas pour les modèles présentés sur cette page, lorsqu'elles sont munies d'un condensateur.

Ce petit ouvrage de cent douze pages, "SUR LES EXPÉRIENCES CURIEUSES ET AMUSANTES QUE L'ON PEUT RÉPÉTER AVEC LA BOBINE RUHMKORFF", est la quinzième édition parue en 1904 ; la première édition date de 1868.

NOUVELLE PHYSIQUE par C. Haraucourt - Ecoles Primaires Supérieures de Jeunes Filles - Programme de 1909

Un des moyens les plus simples pour obtenir ces fréquentes coupures est l'interrupteur à marteau ou trembleur, construit comme celui d'une sonnerie électrique :

Lors de la phase d'aimantation du noyau, la pastille en fer doux fixée à l'extrémité de la lame métallique élastique est attirée par le noyau. En s'écartant de sa position de repos, la lame se décolle de l'extrémité de la vis à tête moletée et ouvre le circuit : le fer doux perd alors son aimantation et la lame reprend sa position initiale contre la vis. Le circuit se retrouve fermé : le noyau s'aimante à nouveau attirant encore la pastille en fer doux du rupteur, et ainsi de suite...


En agissant sur sa tête moletée, le déplacement de la vis permet de régler la fréquence des vibrations et de l'émission d'un courant induit.

Les extrémités du fil induit étant reliées aux éclateurs, la décharge électrique produite entre leur pointe se traduit par une étincelle dont la longueur dépend des caractéristiques de la bobine.

Etincelle électrique de 5 mm obtenue avec la bobine précédente alimentée par une pile actuelle de 4,5 V

Souvent, un commutateur, présent sur le socle de l'appareil, permet d'inverser le sens du courant qui circule dans l'enroulement primaire. Cette fonction est intéressante pour la réalisation de certaines expériences.

Le plus grand des modèles présentés sur cette page possède une bobine de 10 cm montée sur un socle de 19 x 11 x 3,5 cm. Le petit modèle utilise une bobine de 6,5 cm et son socle, 12 x 7 x 3 cm. Chacun est équipé, dissimulé dans son socle, d'un condensateur à feuilles d'étain qui permet de réduire le durée de l'étincelle parasite qui se forme entre la pointe de la vis à tête moletée et la lame élastique. Par suite, l'interruption du courant inducteur est plus rapide, la fréquence de ces interruptions plus grande ce qui augmente la tension du courant induit direct.

Le schéma, emprunté à la NOTICE ILLUSTRÉE, montre comment le condensateur BB composé de deux bandes d'étain repliées sur elles-mêmes pour tenir dans le socle de la bobine et isolées entre elles par du papier paraffiné est relié en dérivation aux deux pièces qui forment le trembleur et donc aux extrémités de l'inducteur. L'effet du condensateur est d'absorber l'étincelle dite d'extra-courant qui se produit à chaque vibration entre le ressort c et la pointe b de la vis d. De plus, en se déchargeant à travers l'inducteur, le condensateur accélère la désaimantation du fer doux ...
Toute les bobines d'induction ne sont pas dotées de condensateur. C'est le cas, par exemple, des bobines à usage médical ou à caractère ludique comme les "bobines à électriser" que l'on rencontre dans le Compendium.

Avec nos petites bobines d'induction, nous sommes très éloignés du "grand modèle de la machine de Ruhmkorff" présenté par Th. du Moncel dans son EXPOSÉ DES APPLICATIONS DE L'ÉLECTRICITÉ (1873) et qui bénéficie d'une bobine de 52 centimètres. L'induit est réalisé avec un fil de 1/10 de millimètre de diamètre sur plus de 100 kilomètres de longueur. Au début du 20ème siècle, Carpentier, successeur de Ruhmkorff, construit des bobines de 2 mètres produisant des étincelles dépassant le mètre ...

La petite bobine de Ruhmkorff est alimentée, comme lors de l'Exposition d'Electricité de 1881, par une pile de Grenet, "pile bouteille" ou "pile au bichromate".

En 1873, le Cte Th. du Moncel, toujours dans son EXPOSÉ DES APPLICATIONS DE L'ÉLECTRICITÉ, évoque les prolongements proposés par les constructeurs qui ont décidé de réduire les dimensions de la bobine de Ruhmkorff "afin d'en faire des espèces de jouets d'enfant, susceptibles d'illuminer les tubes vides connus sous le nom de tubes de Geissler". C'est alors qu'apparaissent les petites bobines semblables aux nôtres. Les tubes de Geissler, de formes très variées, sont obturés sous atmosphère raréfiée. Ils contiennent, à l'intérieur même du tube ou dans le verre qui le compose,  des traces de substances phosphorescentes ou fluorescentes. Lorsqu'on les relie à la bobine de Ruhmkorff, ils fournissent une lumière stratifiée dont les couleurs dépendent des éléments utilisés pour leur construction.

Le tube de Geissler utilisé mesure 15 cm. Pour obtenir l'image, la pile de Grenet à été remplacée par un modèle plus actuel.

Les vignettes qui suivent mènent aux pages du Compendium présentant des autres modèles de bobines de Ruhmkorff et une série de tubes de Geissler. Il suffit de cliquer sur une des vignettes pour entrer directement sur la page qui lui correspond.

Bobine de Ruhmkorff
(Ruhmkorff, à Paris)

Petites bobines d'induction sur planchette
(Péricaud et Radiguet)

Tubes de Geissler