BOBINE POUR ÉLECTROAIMANTSPatente n° 512.340, Janvier 1894.

Pour tous ceux que cela peut concerner:Que l'on sache que moi, Nikola Tesla, un citoyen des États-Unis, résidant à New York, dans le comté et l'état de New York, ai inventé certaines améliorations nouvelles et utiles dans les bobines d’électroaimants et d'autres appareils, dont voici les spécificités, références étant faites aux dessins annexés et en faisant partie.

Dans un appareil électrique ou un système dans lequel des courants alternatifs sont employés, l'auto-induction des bobines ou des conducteurs peut, et en fait dans de nombreux cas, faire fonctionner le système désavantageusement en donnant naissance à des courants faux qui réduisent souvent ce qui est connu sous le nom de l'efficacité commerciale de l'appareil, ou de le faire fonctionner de manière préjudiciable à d'autres égards. Les effets de l'auto-induction, ci-dessus mentionnés, sont connus pour être neutralisés en proportionnant à un degré adéquat, la capacité du circuit avec l'auto-induction et la fréquence des courants. Ceci a été accompli jusqu'ici par l'utilisation de condensateurs construits et utilisés comme instruments distincts.Ma présente invention a pour objet d'éviter l'emploi de condensateurs qui sont coûteux, encombrants et difficiles à maintenir en parfait état, et donc de construire les bobines elles-mêmes, de façon à accomplir le même but final.Je voudrais ici préciser que par le terme bobines, je désire inclure de manière générale les hélices, les solénoïdes, ou en fait, tout conducteur dont les différentes parties, de par les exigences de son application ou de son utilisation, sont mises en relation avec d'autres au point d'en augmenter l’auto-induction.J'ai constaté que dans chaque bobine, il existe une certaine relation entre son auto-induction et sa capacité ce qui permet à un courant de fréquence et de potentiel donné, de passer à travers elle sans autre opposition que celle de la résistance ohmique, ou en d'autres termes, comme si elle ne possédait pas d'auto-induction. Cela est dû aux relations mutuelles existant entre le caractère spécial du courant, et la self-induction et la capacité de la bobine, cette dernière valeur étant justement capable de neutraliser l'auto-induction pour cette fréquence donnée. Il est bien connu que plus grande sera la fréquence du courant ou la différence de potentiel, plus petite sera la capacité requise pour contrer l’auto-induction, du fait dans une bobine, si petite soit la capacité, elle peut être suffisante pour le but recherché si les conditions appropriées à d'autres égards sont assurées. Dans les bobines ordinaires, la différence de potentiel entre les tours adjacents ou spires est très faible, c’est pour cela qu'elles sont dans un sens des condensateurs, elles possèdent une très faible capacité et les relations entre les deux valeurs, auto-induction et capacité, ne sont pas, sous des conditions ordinaires, satisfaisantes aux exigences ici envisagées parce que la capacité relativement à l'auto-induction est très faible.Afin d'atteindre mon but et d'augmenter convenablement la capacité d'une bobine donnée, je l’enroule de telle manière à assurer une plus grande différence de potentiel entre ses spires adjacentes ou circonvolutions, et puisque l'énergie stockée dans la bobine, considérant cette dernière comme un condensateur, est proportionnelle au carré de la différence de potentiel entre ses circonvolutions adjacentes, il est évident que je puisse de cette manière, par une disposition appropriée de ces circonvolutions, assurer une capacité beaucoup plus grande par une augmentation de différence de potentiel entre les spires.J'ai illustré schématiquement dans les dessins, la nature générale du plan que j'adopte pour la réalisation de cette invention.

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La figure 1 est un schéma d'une bobine à la manière ordinaire. Figure 2 est un schéma d'un bobinage conçu pour assurer l’objet de mon invention.Disons que A, figure 1, désigne une bobine donnée dont les spires ou les circonvolutions sont enroulées sur et isolées les unes des autres. Supposons que les bornes de cette bobine montrent une différence de potentiel d'une centaine de volts, et qu'il y a mille circonvolutions; considérons alors deux points quelconques contigus sur des circonvolutions adjacentes, disons qu'il existe entre eux une différence de potentiel d’un dixième de volt. Si maintenant, comme le montre la figure 2, un conducteur B est enroulé parallèlement au conducteur A et isolé, et la borne terminale de A est connectée avec le point de départ de B, la longueur totale des deux conducteurs étant telle que dans l'hypothèse, le nombre de circonvolutions ou de tours est le même, à savoir: mille, alors la différence de potentiel entre deux points adjacents en A et B sera de cinquante volts, et comme l'effet de capacité est proportionnel au carré de cette différence, l'énergie stockée dans la bobine dans son ensemble sera désormais aussi grande que 250 000 V. Suivant ce principe, je peux enrouler toute bobine donnée, en entier ou en partie, non seulement de la manière spécifique illustré ici, mais d’une grande variété de façons bien connu dans l'art, de manière à assurer entre les circonvolutions adjacentes de telles différences de potentiel que cela lui donnera la bonne capacité pour neutraliser l'auto-induction pour tout courant donné qui puisse être employé. La capacité obtenue de cette manière particulière possède un avantage supplémentaire en ce qu'elle est uniformément répartie, une considération de la plus grande importance dans de nombreux cas, et les résultats, aussi efficaces qu’économiques, sont plus facilement obtenus en augmentant la taille des bobines, la différence de potentiel, ou la fréquence des courants.Les bobines composées de brins conducteurs indépendants ou enroulés côte à côte et reliés en série ne sont pas nouvelles en soi, et je ne considère pas nécessaire une description plus détaillée de celle-ci. Mais jusqu'ici, autant que je sache, les objets déjà vus ont été essentiellement différents du mien et des résultats que j'obtiens, même si incidemment formés, de tels enroulements n’ont pas été appréciés ou mis à profit.Dans mon invention, il est à observer que certains faits sont bien compris par l'homme de l'art, à savoir: Les relations entre la capacité, l'auto-induction, et la fréquence et la différence de potentiel du courant. Quelle est la capacité, par conséquent, dans un cas donné qu’il est souhaitable d'obtenir et que sera l'enroulement spécial pour y parvenir, est facilement déterminable par d'autres facteurs qui sont connus.Ce que je déclare comme mon invention est:1. Une bobine pour appareils électriques dont les circonvolutions adjacentes qui font parties du circuit entre lesquels il existe une différence de potentiel suffisante pour assurer dans la bobine une capacité pouvant neutraliser son auto-induction, comme décrit précédemment.2. Une bobine composée de conducteurs électriquement isolés, contigus ou adjacents, connectés en série et ayant une différence de potentiel d’une telle valeur, qu’ils donnent à la bobine entière une capacité suffisante pour neutraliser son auto-induction, tel qu’il est énoncé.

NIKOLA TESLA

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