Bobina de odin

Una bobina de Oudin, también llamada oscilador de Oudin o resonador de Oudin, es un circuito transformador resonante que genera muy alto voltaje y alta frecuencia. Electricidad de corriente alterna (CA) a bajos niveles de corriente, utilizada en las formas obsoletas de electroterapia a principios del siglo XX. Es muy similar a la bobina de Tesla, con la diferencia de que la bobina de Oudin estaba conectada como un autotransformador. Fue inventado en 1893 por el médico francés Paul Marie Oudin como una modificación del equipo de electroterapia del médico Jacques Arsene d'Arsonval y utilizado en la terapia de diatermia médica, así como en la medicina curandera hasta quizás 1940. El terminal de salida de alto voltaje de La bobina estaba conectada a un electrodo de mano aislado que producía descargas de cepillo luminosas, que se aplicaban al cuerpo del paciente para tratar diversas afecciones médicas mediante electroterapia.

Cómo funciona

Las bobinas de Oudin y Tesla son circuitos de transformadores de doble sintonización con núcleo de aire excitados por chispas que utilizan resonancia para generar voltajes muy altos a corrientes bajas. Producen corriente alterna en el rango de radiofrecuencia (RF). Las bobinas médicas de principios del siglo XX producían potenciales de 50.000 a un millón de voltios, en frecuencias en el rango de 200 kHz a 5 MHz. El circuito primario de la bobina tiene condensadores de vaso de Leyden (C) que en combinación con el devanado primario de la bobina (L1) forman un circuito resonante (circuito sintonizado). En las bobinas médicas normalmente se usaban dos condensadores por seguridad, uno a cada lado del circuito primario, para aislar completamente al paciente de la corriente primaria de baja frecuencia potencialmente letal. El circuito primario también tiene un explosor (SG) que actúa como un interruptor para excitar oscilaciones en el primario. El circuito primario se alimenta mediante un transformador de alta tensión o bobina de inducción (T) a un potencial de 2 - 15 kV. El transformador carga repetidamente los condensadores, que luego se descargan a través del explosor y el devanado primario (una descripción detallada del ciclo de funcionamiento en el artículo sobre la bobina de Tesla también se aplica a la bobina de Oudin). Este ciclo se repite muchas veces por segundo. Durante cada chispa, la carga se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás entre las placas del capacitor a través de la bobina primaria, creando una corriente oscilante de RF amortiguada en el circuito sintonizado primario que indujo el alto voltaje en el secundario.

El devanado secundario (L2) está en circuito abierto y está conectado al electrodo de salida del dispositivo. En la bobina Oudin, un lado del devanado primario (L1) está conectado a tierra y el otro lado está conectado al secundario, por lo que el primario y el secundario están en serie. Había dos versiones de la bobina Oudin:

La bobina tipo Oudin, alrededor de 1904, con bobinas primarias y secundarias separadas. En el dibujo la primaria (L1) es la pequeña bobina horizontal visible entre los frascos Leyden y la gran bobina vertical de resonador secundario. El transformador (T) que potencia el circuito no se muestra.

• En circuitos anteriores Oudin las dos bobinas estaban separadas, no magnéticamente acopladas, con una pequeña bobina horizontal "D'Arsonval" (L1) de 20-40 vueltas con un toque conectado a un "resonador auditivo" vertical grande (L2) con muchos giros de alambre fino (400 - 600 en bobinas grandes, 100 - 300 en pequeños), conectado a la terminal de alta tensión en la parte superior. En este circuito el alto voltaje se generó enteramente por auto-resonancia en la bobina secundaria Q alta. La adición de la bobina "resonador" a la bobina "D'Arsonval" fue la contribución de Oudin; el resto del circuito fue inventado por Jacques D'Arsonval.

Tipo posterior con herida primaria y secundaria en la misma forma para hacer un autotransformador. El primario es el enrollador grueso en el fondo. En ambas imágenes la brecha de chispa (SG) está encerrado en una caja pequeña (S) derecho a reducir el ruido.

• En los circuitos posteriores de Oudin las bobinas fueron acopladas magnéticamente, formando un autotransformador, por lo que el primario induce un EMF en la secundaria por inducción electromagnética. Ambas bobinas se hirieron generalmente en la misma forma de bobina, la primaria que consiste en relativamente pocos giros de alambre pesado en la parte inferior con un grifo ajustable, conectado al enrollamiento secundario, hecho de muchos giros de alambre fino. Oudin encontró este circuito producido voltajes más altos debido a la gran relación de giros del transformador.

Aunque no incluye un condensador, el bobinado secundario es también un circuito resonante (resonador electrónico); la capacitancia parasitaria entre los extremos de la bobina secundaria resuena con la gran inductancia de la secundaria en una frecuencia resonante particular. Cuando se excita a esta frecuencia por los voltajes oscilantes primarios grandes se inducen en la secundaria. El número de vueltas en el enrollamiento primario, y por lo tanto la frecuencia resonante de la primaria, podría ajustarse con un toque en la bobina. Cuando los dos circuitos sintonizados se ajustan para resonar a la misma frecuencia, la gran relación de giros de la bobina, ayudado por la alta Q de los circuitos sintonizados, aumenta el voltaje primario a cientos de miles a millones de voltios en la secundaria.

El secundario está conectado directamente al circuito primario, que transporta corrientes letales de baja frecuencia de 50/60 Hz a miles de voltios desde el transformador de potencia. Dado que la bobina Oudin era un dispositivo médico, con la corriente secundaria aplicada directamente al cuerpo de una persona, por seguridad el circuito Oudin tiene dos condensadores (C), uno en cada pata del primario, para aislar completamente la bobina y el electrodo de salida del transformador de alimentación a la frecuencia de la red. Debido a que dos capacitores idénticos en serie tienen la mitad de la capacitancia de un solo capacitor, la frecuencia de resonancia del circuito de Oudin es

${\displaystyle f={1 \over 2\pi {\cHFF} {L_{1}C/2}}\;}$

Tratamiento de la rodilla por método efluvio utilizando la bobina Oudin, 1907. El electrodo puntiagudo con mango aislado (B), unido a la parte superior de la bobina, se dirige a la rodilla. El paciente tiene un electrodo "caliente" (A) unido al fondo de la bobina. Nota del operador de otra mano (D) ajustando la bobina.

Equipo de electroterapia de Oudin. Incluye la bobina Oudin (derecha), bobina de inducción que le confiere (centro trasero), panel de alimentación con interrumpidor de mercurio (izquierda), y cama condensadora (prenso)

Tratamiento del cáncer por citolisis con bobina Oudin (izquierda del paciente sentado). La bobina de inducción y el interrumpidor que potencia la bobina de Oudin está detrás de la cabeza del paciente

Otra bobina ondulada de tipo temprano

Usar

El terminal de alta tensión de la bobina se adjuntó a través de un alambre a varios tipos de electrodo portátil que el médico utilizó para aplicar el alto voltaje al cuerpo del paciente. El tratamiento no fue doloroso para el paciente, ya que la corriente alterna en el rango de frecuencia de radio (RF), por encima de 10 kHz en frecuencia, no causa generalmente la sensación de shock eléctrico. La bobina Oudin era un generador "unipolar", con el extremo inferior de la bobina molida, por lo que a veces sólo se aplicó un electrodo al paciente y el camino de retorno para las corrientes fue a través del suelo. Sin embargo, generalmente se utilizó un alambre de tierra desde el fondo de la bobina; unido a un electrodo de tierra que el paciente sostuvo. Un inconveniente de la bobina Oudin fue que el movimiento del electrodo y alambre durante el uso cambió la capacitancia de la terminal superior de la bobina secundaria, y por lo tanto su frecuencia resonante. Esto tiró la bobina secundaria de resonancia con la primaria, causando una reducción de tensión. Así que el punto de grifo en la bobina primaria tenía que ser constantemente ajustado durante el uso para mantener la primaria y secundaria en "tune" (ver en imagen izquierda arriba).

Se utilizaron muchos tipos especializados de electrodos para aplicar la corriente a varias partes del cuerpo del paciente. Estos generalmente se dividen en dos tipos. Para aplicar las descargas del cepillo (llamados "efluvios") al exterior del cuerpo del paciente, se utilizaron electrodos que constan de una o más puntas metálicas sobre un mango aislante. Se debía tener cuidado de mantenerlos lo suficientemente lejos del cuerpo para evitar un arco continuo en la piel, que podría causar dolorosas quemaduras por radiofrecuencia. Para aplicar corriente directamente a la superficie del cuerpo, así como a los tejidos internos del cuerpo del paciente a través de la boca, el recto o la vagina, se utiliza un tubo de vacío "condensado" Se utilizó electrodo. Este consistía en un tubo de vidrio parcialmente evacuado de varias formas, con un electrodo sellado en su interior, unido al cable de alto voltaje. Esto produjo un espectacular brillo violeta cuando se energizó. La envoltura de vidrio del tubo formaba con el cuerpo del paciente un condensador por el que debía pasar la corriente, limitándola a valores seguros.

Para aplicar corriente a todo el cuerpo, se utiliza un "sofá de condensación" se utilizó. Se trataba de una cama o sofá con un respaldo de metal debajo del colchón, conectado por un cable al terminal de alto voltaje. Los electrodos metálicos laterales del reposamanos, que el paciente agarraba durante el tratamiento, servían como "tierra" para el paciente. camino de retorno y estaban unidos a la parte inferior de la bobina. Así, la camilla formó un condensador, con el cuerpo del paciente como un electrodo.

Historia

Durante el siglo XIX, los experimentos de aplicación de corrientes eléctricas al cuerpo humano se convirtieron en un campo médico de la época victoriana, en parte medicina experimental legítima y en parte medicina curandera, llamada electroterapia, en la que se aplicaban corrientes para tratar muchas afecciones médicas. El descubrimiento de las ondas de radio por Heinrich Hertz en 1886 y el posterior desarrollo de la radio por Oliver Lodge y Guglielmo Marconi despertaron el interés por las corrientes de radiofrecuencia y los circuitos para generarlas. "Alta frecuencia" corrientes significaba cualquier frecuencia por encima del rango de audio, > 20 kHz, y las bobinas resonantes que los generaban se denominaban genéricamente "transformadores de oscilación". Durante la década de 1890, los médicos comenzaron a experimentar aplicando estas corrientes de alto voltaje y alta frecuencia al cuerpo humano (las normas éticas en la profesión médica eran más flexibles en ese entonces y los médicos podían experimentar con sus pacientes). En 1890 el médico francés Jacques Arsene d'Arsonval fundó el campo de la electroterapia de alta frecuencia, realizando los primeros experimentos aplicando corrientes de alta frecuencia al cuerpo humano. Descubrió que las corrientes superiores a 10 kHz no provocan contracción muscular ni activan los nervios para provocar la sensación de descarga eléctrica, por lo que se podían aplicar voltajes extremadamente altos a un paciente sin molestias. En 1891, en Estados Unidos, el ingeniero Nikola Tesla descubrió lo mismo por su cuenta. Se utilizaron tres tipos de aparatos, desarrollados por tres pioneros en este campo, D'Arsonval, Tesla y Oudin, y alrededor de ellos crecieron cuerpos separados de técnica clínica:

• D'Aparatos armados - D'Arsonval utilizó primero un alternador de alta frecuencia, pero este dispositivo no pudo producir frecuencias superiores a 10 kHz. Para llegar a frecuencias más altas desarrolló un circuito (ver ilustración) consta de un solo circuito sintonizado, hecho de dos condensadores de tarro Leyden y una pequeña bobina de relativamente pocos, de 10 a 30 giros de alambre pesado, con una bobina de inducción y chispa para excitar oscilaciones. Se parecía a un circuito de Tesla sin el viento secundario. El circuito produjo un voltaje relativamente bajo (tal vez 30 kV), electricidad de alta corriente, llamada "Actividades D'Arsonval". El circuito fue "bipolar" con dos cables desde extremos opuestos de la bobina conectada a electrodos en diferentes lugares del cuerpo del paciente. Las corrientes de alta frecuencia podrían producir calor en el cuerpo del paciente, similar a la operación de un horno de microondas; esto se llamaba Diatermia (Behary). Otros nombres también se utilizaron como tales Thermo-Faradism y Thermo-Penetration dependiendo de si se utilizó para terapia o para efectos destructivos en cirugía (Behary)
• Oudin resonator - Médico francés Paul Marie Oudin en 1893 modificó el circuito D'Arsonval añadiendo una segunda bobina "resonador" grande hecha de muchos giros de alambre fino a un toque en la pequeña bobina D'Arsonval. Mediante el ajuste del punto de grifo podría traer la segunda bobina a la resonancia con el circuito sintonizado, generando voltajes superiores a las corrientes inferiores, similar al circuito de Tesla. En el aparato "Oudin resonator" temprano, las dos bobinas están separadas y no magnéticamente acopladas. Más tarde Oudin encontró que la eficiencia podría aumentarse mediante el acoplamiento magnético de las bobinas, haciendo la pequeña bobina el enrollamiento primario para la bobina grande. El resonador Oudin generó muy alta tensión, baja corriente de electricidad. Fue un circuito "unipolar", con un extremo a tierra y un único terminal de salida.
• Tesla-Thomson aparato - El ingeniero serbio-americano Nikola Tesla fue pionero en el campo de los transformadores resonantes RF de alta tensión, inventando el circuito de bobinas Tesla en 1891. Él y Elihu Thomson experimentaron con aplicar alta tensión a sus cuerpos. Aunque Tesla inventó muchos circuitos de transformadores resonantes diferentes, el circuito de electroterapia que lleva su nombre era un circuito "bipolar" que consistía en una bobina primaria sintonizada con chispa de pocos giros rodeando el centro de una bobina secundaria bipolar simétrica de muchos giros de alambre fino, con terminales de salida en cada extremo.

Los aparatos de D'Arsonval y Oudin se hicieron populares en Europa, mientras que el aparato de Tesla-Thompson se utilizó principalmente en Estados Unidos. Durante las primeras décadas del siglo XX hubo rivalidad entre estos campos y un debate en la literatura médica sobre si las "corrientes de Tesla" o "corrientes de Oudin" fueron mejores para diversas condiciones. En 1920 se descubrió que las corrientes eran muy similares. Como los circuitos eran tan similares, los proveedores médicos vendían circuitos combinados de "alta frecuencia". unidades que podrían configurarse para la terapia Tesla, D'Arsonval u Oudin, a menudo también combinadas con rayos Rontgen (rayos X)

Después de que Oudin combinara el primario y el "resonador" Se enrollan juntos en la misma forma, lo que los convierte en un autotransformador de núcleo de aire, la única diferencia significativa entre el aparato de Tesla y el de Oudin fue que la bobina médica de Tesla era "bipolar". mientras que la bobina de Oudin era "unipolar", con un extremo conectado a tierra. A medida que pasó el tiempo, el significado de los términos cambió, hasta que (quizás en 1920) el término bobina de Tesla significó una bobina "bipolar" bobina; cualquier bobina de alto voltaje con un secundario balanceado sin conexión a tierra con dos terminales de salida, mientras que el término bobina Oudin significaba una bobina "unipolar" bobina; cualquier bobina con un secundario conectado a tierra y un único terminal de salida.

Alrededor de la década de 1930, los osciladores de tubos de vacío reemplazaron los circuitos excitados por chispas en los equipos médicos de alta frecuencia. El campo de la electroterapia fue reemplazado por el moderno campo de la diatermia y la bobina de Oudin quedó obsoleta. Irónicamente, los diseños modernos de bobinas de Tesla son unipolares, con un único terminal de alto voltaje, por lo que a veces se les llama bobinas Oudin.