Rocchetti ad induzione di Ruhmkorff

  • Rocchetto di Ruhmkorff (I), prima versione (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (I), prima versione (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (II) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (II) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (III) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (III) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (IV) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (IV) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (V) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (V) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (VI) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (VI) (collezione De Rubeis)

  • Particolare dell'interruttore del rocchetto di Ruhmkorff (VI) (collezione De Rubeis)

    Particolare dell'interruttore del rocchetto di Ruhmkorff (VI) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (VII) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (VII) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (VIII) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (VIII) (collezione De Rubeis)

  •  Rocchetto di Ruhmkorff (IX) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (IX) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (X) (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (X) (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (XI) in bachelite (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (XI) in bachelite (collezione De Rubeis)

  • Rocchetto di Ruhmkorff (XIII) in bachelite utilizzato per esperienze di Tesla (collezione De Rubeis)

    Rocchetto di Ruhmkorff (XIII) in bachelite utilizzato per esperienze di Tesla (collezione De Rubeis)

  • Interruttore di Wagner per rocchetto di Ruhmkorff (collezione De Rubeis)

    Interruttore di Wagner per rocchetto di Ruhmkorff (collezione De Rubeis)

 

Il rocchetto di Ruhmkorff o “rocchetto a induzione” venne costruito nel 1851 da Heinrich Daniel Ruhmkorff (1803-1877) e divenne un accessorio fondamentale e indispensabile in tutti i laboratori dell’epoca. Il rocchetto fu infatti per più di mezzo secolo l’unico dispositivo in grado di generare tensioni periodiche elevate, ed è stato determinante per lo sviluppo delle ricerche sulle onde hertziane e sulla scariche nei tubi con gas rarefatti.

Questo apparecchio utilizza il fenomeno dell’induzione elettromagnetica per trasformare una differenza di potenziale continua relativamente debole (come quella di una batteria) in differenze di potenziale alternate molto elevate.
Quando si collega la batteria al circuito primario (detto anche inducente), costituito dal filo di sezione maggiore, un sistema a martelletto interrompe periodicamente il contatto ogni volta che il nucleo ferromagnetico si magnetizza al passaggio della corrente; dopo ogni interruzione del contatto il nucleo ferromagnetico si smagnetizza e il martelletto torna nella posizione iniziale chiudendo nuovamente il circuito e dando inizio ad un ciclo successivo (1). Ad ogni interruzione e ad ogni ripresa, a causa della variazione di flusso magnetico concatenato, nel secondario (indotto) si induce una forza elettromotrice, alternativamente in un verso e nell’altro, che determina sui morsetti posti in alto differenze di potenziale molto elevate, in proporzione all’elevato numero di spire del secondario stesso (2).
Per permettere il funzionamento del trasformatore, la corrente continua deve essere intermittente per poter creare la variazione di campo magnetico necessaria per l'induzione. Il rocchetto di Ruhmkorff utilizza una lamina metallica vibrante chiamata interruttore per aprire e chiudere rapidamente il circuito primario. L'interruttore nei rocchetti di piccola dimensione era montato ad una delle estremità del nucleo ferroso, il campo magnetico generato dal flusso di corrente nel primario attirava la lamina trattenuta da una molla aprendo quindi il circuito. All'apertura del circuito, si interrompeva anche il campo magnetico facendo sì che la molla chiudesse nuovamente il circuito.
Uno spinterometro collegato ai terminali del secondario consente di osservare tra le due sferette scariche elettriche di brevissima durata, alta intensità e lunghe fino a 40 cm, causate dalle grandi differenze di potenziale che l’apparecchio è in grado di generare. L'interruttore magnetico è usato nei trasformatori capaci di creare scariche fino a circa 20 cm (circa 120.000 V). La dimensione del rocchetto spesso viene indicata in base alla lunghezza della scintilla che può produrre.

 

1. Il rocchetto consiste in due bobine di filo di rame isolato avvolte attorno ad un nucleo ferromagnetico formato da diverse barrette di ferro dolce. Attraverso il nucleo di ferro le due bobine sono accoppiate magneticamente. Il solenoide più interno, chiamato avvolgimento primario è costituito di decine o centinaia di spire di filo di rame smaltato di grosso diametro; il solenoide più esterno, detto avvolgimento secondario consiste di diverse migliaia di spire di filo di rame sottile. Il primario comprende un interruttore e, in serie, un sistema a martelletto che interrompe periodicamente il contatto di alimentazione; il secondario presenta in uscita, sulla parte superiore, due terminali che possono essere collegati ad uno spinterometro per visualizzare, attraverso lunghe scintille, le grandi differenze di potenziale che l’apparecchio è in grado di produrre. Il sistema dei due avvolgimenti, racchiusi da un involucro isolante, poggia su una base di legno.

2. La tensione nel secondario è indotta sia quando il circuito si apre che quando si chiude, la variazione della corrente è molto più rapida quando il circuito si apre così l'impulso nel secondario all'apertura è molto maggiore. Un condensatore è posto in parallelo all'interruttore per smorzare l'arco elettrico fra i contatti e permettere un'apertura più rapida e quindi una tensione maggiore. La forma d'onda dell'uscita di un rocchetto ad induzione è costituita da una serie di impulsi positivi e negativi ma una delle due polarità è molto più ampia dell'altra.