Les bobines de Tesla


L’invasion de l’Ukraine et les fortes hausses du prix de l’énergie ont soudainement focalisé tous les esprits sur les flux de chaleur et d’électricité dans nos bâtiments. Dans mon département, une bonne partie des 500 kW d’électricité qui traversent notre bâtiment à tout moment entraîne une myriade de moteurs qui maintiennent les aspiration dont nous avons besoin, la qualité de l’air et nos déplacements dans le bâtiment. C’est un truisme de dire que sans électricité, la chimie moderne cesserait.

Il y a une figure – pas du tout un chimiste, mais un inventeur révolutionnaire – qui couvre la transition de la vapeur à l’électricité et a transformé la façon dont nous faisons une grande partie de notre science. Des milliers de pages ont été écrites sur Nikola Tesla, dont l’éclat et l’excentricité lui ont valu un culte. De nombreuses anecdotes sur sa vie proviennent de ses propres mémoires. Il peut donc être difficile de retracer le parcours de ses inventions sans virer à l’hagiographie. Après tout, son nom est associé non seulement à un instrument, la bobine Tesla, mais aussi à l’une des unités clés du champ magnétique, et à une entreprise qui s’est (ahem) turbocompressée dans le paysage automobile pour en devenir une. des marques les plus précieuses au monde.

Dans un curieux parallèle avec plusieurs des entrepreneurs technologiques de la Silicon Valley, Tesla a eu une histoire académique mouvementée. Il a attrapé la piqûre de l’électricité à l’adolescence alors qu’il semblait être un prodige, mais il n’a pas réussi à terminer ses cours universitaires. Après avoir été dessinateur et enseignant réticent, Tivadar Puskás, l’inventeur du central téléphonique, l’engage comme chef électricien dans sa nouvelle entreprise de Budapest. Mais l’ambitieux Tesla avait des démangeaisons aux pieds ; Puskás, bien connecté, lui a trouvé un emploi dans la société d’éclairage public Edison à Paris. Il est devenu un dépanneur clé pour l’entreprise, aidant à concevoir des dynamos améliorées et à démêler des problèmes difficiles à travers l’Europe.

En 1884, il se rendit à New York, aux États-Unis, pour travailler à la désormais légendaire Machine Works de Thomas Edison, qui installait les lampadaires et la production d’électricité dans la ville. En l’espace de six mois, Tesla avait démissionné et s’était lancé à son compte, créant une entreprise pour fabriquer des lampes à arc et développer ses idées sur l’utilisation des courants alternatifs. Lorsque l’entreprise initiale de Tesla a échoué, il a perdu le contrôle de ses brevets et a été contraint de joindre les deux bouts avec une série d’emplois insignifiants.

Tesla a créé un nouveau partenariat, la Tesla Electric Company, en 1886. Son esprit était résolument tourné vers le courant alternatif, qu’il concevait probablement principalement en termes de phase. La manipulation de la phase du courant dans une bobine génère un champ magnétique tournant. Ce champ pourrait alors induire un courant dans un ensemble de bobines enroulées autour d’une armature métallique, qui serait mise en mouvement. Bien que Galilée Ferraris en Italie a présenté le principe à peu près à la même époque, c’est la conception de Tesla qui a conquis le marché. Les moteurs à induction deviendraient finalement la conception standard pour les équipements lourds, y compris les pompes à vide et les ventilateurs de hotte.

Expérience de bobine de Tesla

En 1889, Tesla a entendu parler du rapport surprenant de Heinrich Hertz selon lequel l’électromagnétisme pouvait être transmis à distance. En essayant de répéter l’expérience dans son laboratoire, Tesla a fait fondre le noyau de la bobine de Ruhmkorff qu’il utilisait pour produire des hautes tensions oscillantes. Il a donc imaginé un circuit résonnant dans lequel les enroulements des bobines primaire et secondaire étaient séparés par un entrefer. Son appareil générait des tensions extrêmement élevées avec très peu de courant. La deuxième bobine pouvait être déplacée pour faire varier la tension, et le haut de la bobine produisait également des étincelles spectaculaires de plusieurs centimètres voire plusieurs mètres de long, selon la configuration. Une image en pose longue de Tesla assis dans son laboratoire entouré d’énormes éclairs captura l’imagination du public : voici un homme qui pouvait dominer les forces invisibles de l’univers, une superposition de scientifique, de visionnaire et de magicien autour de laquelle les légendes se développeraient.

Pour les chimistes, le nom de Tesla reste lié aux collecteurs à vide poussé – la pointe d’une petite bobine de Tesla amenée jusqu’au verre donne une glorieuse décharge rose-violette, dont l’intensité est corrélée à la pression atteinte par la pompe. Les trous d’épingle laissés par un soufflage de verre défectueux sont instantanément révélés par une décharge corona blanche brillante autour de l’endroit, signalant la nécessité d’un peu plus de travail pour réparer le défaut.

Peu de bobines Tesla, vendues par euphémisme sous le nom de « testeurs de vide », ont survécu en état de marche. La pointe haute tension exposée rend la plupart des gens nerveux car elle donne un picotement désagréable lorsque vos doigts gênent. Mais Internet regorge de designs. Il y a peu d’appareils qui combinent merveille et danger de manière aussi exquise. Construisez-en un pour vous et vos enfants, pour découvrir cette magie Tesla.

Remerciements

Je remercie Charlie et Graham Maunder de m’avoir parlé de leur bobine magique

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