Induktionsspule, ein elektrisches Gerät zur Erzeugung einer intermittierenden Hochspannungsquelle. Eine Induktionsspule besteht aus einem zentralen zylindrischen Kern aus Weicheisen, auf den zwei isolierte Spulen gewickelt sind: eine innere oder Primärspule mit relativ wenigen Windungen aus Kupferdraht und eine umgebende Sekundärspule mit einer großen Anzahl von Windungen aus dünnerem Kupferdraht. Ein Unterbrecher wird verwendet, um den Strom in der Primärspule automatisch zu erzeugen und zu unterbrechen. Dieser Strom magnetisiert den Eisenkern und erzeugt ein großes Magnetfeld in der gesamten Induktionsspule.
Das Funktionsprinzip der Induktionsspule wurde 1831 von Michael Faraday vorgegeben. Das Faradaysche Induktionsgesetz zeigte, dass bei Änderung des Magnetfelds durch eine Spule eine elektromotorische Kraft induziert wird, deren Wert von der zeitlichen Änderungsrate des Magnetfelds durch die Spule abhängt. Diese induzierte elektromotorische Kraft ist nach dem Lenzschen Gesetz immer so gerichtet, dass sie der Änderung des Magnetfelds entgegenwirkt.
Wenn ein Strom in der Primärspule gestartet wird, werden induzierte elektromotorische Kräfte sowohl in der Primärspule als auch in der Sekundärspule erzeugt. Die entgegengesetzte elektromotorische Kraft in der Primärspule bewirkt, dass der Strom allmählich auf seinen Maximalwert ansteigt. Wenn also der Strom beginnt, sind die zeitliche Änderungsrate des Magnetfelds und die induzierte Spannung in der Sekundärspule relativ klein. Wenn andererseits der Primärstrom unterbrochen wird, wird das Magnetfeld schnell reduziert und eine relativ große Spannung in der Sekundärspule erzeugt. Diese Spannung, die mehrere Zehntausend Volt erreichen kann, hält nur für eine sehr kurze Zeit an, während der sich das Magnetfeld ändert. Somit erzeugt eine Induktionsspule eine große Spannung, die für eine kurze Zeit andauert, und eine kleine Sperrspannung, die eine viel längere Zeit andauert. Die Häufigkeit dieser Änderungen wird durch die Frequenz des Unterbrechers bestimmt.
Nach Faradays Entdeckung wurden viele Verbesserungen an der Induktionsspule vorgenommen. 1853 platzierte der französische Physiker Armand-Hippolyte-Louis Fizeau einen Kondensator über dem Unterbrecher, wodurch der Primärstrom viel schneller unterbrochen wurde. Die Methoden zum Wickeln der Sekundärspule wurden von Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) in Paris, von Alfred Apps in London und von Friedrich Klingelfuss in Basel, der in der Luft Funken in einer Länge von etwa 150 cm (59 Zoll) erhalten konnte, erheblich verbessert. Es gibt verschiedene Arten von Unterbrechern. Für die kleinen Induktionsspulen ist eine mechanische an der Spule angebracht, während die größeren Spulen eine separate Vorrichtung wie einen Quecksilberstrahlunterbrecher oder den von Arthur Wehnelt 1899 erfundenen Elektrolytunterbrecher verwenden.
Induktionsspulen wurden verwendet, um die Hochspannung für elektrische Entladungen in Gasen bei niedrigem Druck bereitzustellen, und waren als solche maßgeblich an der Entdeckung von Kathoden- und Röntgenstrahlen im frühen 20. Jahrhundert beteiligt. Eine andere Form der Induktionsspule ist die Tesla-Spule, die bei hohen Frequenzen hohe Spannungen erzeugt. Die mit Röntgenröhren verwendeten größeren Induktionsspulen wurden vom Transformator-Gleichrichter als Spannungsquelle verdrängt. Im 21. Jahrhundert waren kleinere Induktionsspulen als entscheidende Komponente in den Zündsystemen von Benzinmotoren weiterhin weit verbreitet.
