Cewka (induktor) Ruhmkorffa – urządzenie do otrzymywania impulsów wysokiegonapięcia z niskiego napięcia stałego[1]. Jest połączeniemtransformatora o dużej liczbie zwojów wuzwojeniu wtórnym iiskrownika przerywającego przepływprądu w uzwojeniu pierwotnym.
Skonstruowana w 1850 roku przezHeinricha Daniela Ruhmkorffa[2].
Głównym elementem cewki jesttransformator, któregouzwojenie pierwotne ma niewielką liczbę zwojów, zaś wtórne – bardzo dużą. Oba uzwojenia nawinięte są na wspólnym rdzeniu żelaznym. Obwód magnetyczny induktora Ruhmkorffa jest otwarty.Pole magnetyczne na końcu rdzenia jest wykorzystywane do przyciągania kotwy sprężystego stycznika, którego rozłączenie przerywaobwódprądu zasilającegouzwojenie pierwotne. W wyniku przerwania obwodu, zanikapole magnetyczne odchylające stycznik, który powraca do pierwotnej pozycji, ponownie zamykając obwód.
Po zamknięciu obwodu szybkość wzrostu natężania prądu elektrycznego ogranicza indukcyjność cewki, po przerwaniu obwodu natężenie prądu spada gwałtownie (ma tu wpływ iskrzenie styku). W uzwojeniu wtórnym indukuje sięsiła elektromotoryczna proporcjonalna do szybkości zmian strumienia pola magnetycznego, przez co napięcie uzyskiwane w uzwojeniu wtórnym ma postać krótkiego impulsuwysokiego napięcia. Gdy cewka jest obciążona, na napięcie na cewce wtórnej ma wpływspadek napięcia na oporności cewki oraz siły elektromotoryczne indukowane przez przepływający w niej prąd.
W ten sposób, mimo zasilania zeźródłanapięcia stałego, w obwodzie wtórnym płynieprąd zmienny o niesymetrycznym przebiegu, oczęstotliwości od kilkunastu do kilkusetherców.
Do demonstracji wysokiego napięcia wtórnego używa się m.in. zaostrzonychelektrod, oddalonych od siebie o regulowaną odległość. Nawet przy odległości przekraczającej 10cm, możliwe jest uzyskanie wyładowań elektrycznych w powietrzu pomiędzy elektrodami. Prąd wyładowań ma stały kierunek, ponieważ przebieg napięcia jest niesymetryczny, a niewielkie napięcie ujemne nie wywołuje przepływu prądu w gazie. Pomimo zerowej średniej wartości napięcia, krótkotrwałe skoki dodatnie mają znacznie wyższą wartość maksymalną, niż rozciągnięte w czasie skoki ujemne. Wykorzystanie tej asymetrii i nieliniowości prądu płynącego przez gaz pozwala na uzyskanie stałego napięcia i gromadzenie ładunku w kondensatorach (pierwotnie były tobutelki lejdejskie).
Napięcia uzyskiwane w typowej cewce indukcyjnej Ruhmkorffa sięgają 50kV. Wyeliminowanie stycznika mechanicznego i zastąpienie go układem elektronicznym (na przykładtyrystorowym) pozwala na zwiększenie zarówno częstotliwości impulsów, jak i wartości maksymalnej napięcia. Rekordowe wartości napięć uzyskane w największych cewkach przy użyciu zewnętrznych styczników przekraczają 300 kV, co pozwala na uzyskanie wyładowania w powietrzu pomiędzy elektrodami odległymi o 40 cm. O maksymalnej odległości elektrod, przy której w suchym powietrzu samorzutnie rozpoczyna się wyładowanie, decyduje nie tylko wytworzone przez cewkę napięcie, ale także kształt elektrod. Przykładowo, aby przy napięciu 125 kV otrzymać przeskok iskry pomiędzy elektrodami kulistymi o średnicy 5 cm, trzeba te elektrody zbliżyć na odległość mniejszą niż 7 cm. Zastąpienie kulek ostrymi igłami pozwala na zwiększenie tej odległości do 20 cm (przy tym samym napięciu) lub na zmniejszenie napięcia do 61 kV (przy odległości 7 cm)[3].
Wysokie napięcia otrzymywane przy użyciu cewek Ruhmkorffa były stosowane między innymi do zasilania niskociśnieniowych lamp wyładowczych, nazywanychrurkami Geisslera. W zależności od rodzaju gazu umieszczonego w rurce, otrzymywano różne barwy światła.
Układ transformowania napięcia stałego poprzez cykliczne przerywanie prądu w uzwojeniu pierwotnym jest stosowany na przykład wukładach zapłonowychsilników o zapłonie iskrowym, zasilaniukineskopów,przetwornicach napięcia.