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Bobina de Oudin utilizada para electroterapia médica, 1907, y un diagrama esquemático de su circuito (izquierda) .

Una bobina de Oudin , también llamada oscilador de Oudin o resonador de Oudin , es un circuito transformador resonante que genera electricidad de corriente alterna (CA) de muy alto voltaje y alta frecuencia a niveles de corriente bajos, [1] [2] [3] utilizado en el obsoleto campo médico de la electroterapia a principios del siglo XX. [4] Es muy similar a la bobina Tesla anterior , patentada en 1891, con la diferencia de que la bobina Oudin estaba conectada como un autotransformador . [2] [5] Fue inventado en 1893 por el médico francés Paul Marie Oudin [6] como una modificación del equipo de electroterapia del médico Jacques Arsene d'Arsonval [7] [8] y utilizado en medicina curandera hasta quizás 1930. El terminal de salida de alto voltaje del La bobina se conectó a un electrodo de mano aislado que producía descargas luminosas de cepillo , que se aplicaban al cuerpo del paciente para tratar diversas afecciones médicas en electroterapia . [4]

Cómo funciona [ editar ]

Las bobinas Oudin y Tesla son circuitos transformadores de doble sintonización de núcleo de aire excitados por chispas que utilizan resonancia para generar voltajes muy altos a corrientes bajas . [9] [10] Se producen corriente alterna en la frecuencia de radio rango (RF). Las bobinas médicas de principios del siglo XX produjeron potenciales de 50.000 hasta un millón de voltios, en frecuencias en el rango de 200 kHz a 5 MHz. [4] El circuito primario de la bobina tiene condensadores de jarra de Leyden (C) que en combinación con el devanado primario de la bobina (L1) forman un circuito resonante (circuito sintonizado). [4] En las bobinas médicas generalmente se usaban dos capacitores por seguridad, uno en cada lado del circuito primario, para aislar al paciente completamente de la corriente primaria de baja frecuencia potencialmente letal. El circuito primario también tiene un espacio de chispa (SG) que actúa como un interruptor para excitar las oscilaciones en el primario. El circuito primario es alimentado por un transformador de alto voltaje o una bobina de inducción [4] (T) a un potencial de 2 - 15 kV. El transformador carga repetidamente los condensadores, que luego se descargan a través del espacio de chispas y el devanado primario (una descripción detallada del ciclo de operación en la bobina TeslaEl artículo también se aplica a la bobina 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 condensador 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 de Oudin: [3] [11] [12]

Bobina de Oudin de tipo temprano, alrededor de 1904, con bobinas primarias y secundarias separadas. En el dibujo, el primario (L1) es la pequeña bobina horizontal visible entre los frascos de Leyden y la gran bobina vertical del resonador secundario. No se muestra el transformador (T) que alimenta el circuito.
  • En los circuitos anteriores de Oudin, las dos bobinas estaban separadas, no acopladas magnéticamente, con una pequeña bobina primaria horizontal "D'Arsonval" (L1) de 20-40 vueltas con un grifo conectado a un gran "resonador Oudin" secundario vertical (L2) con muchas vueltas de alambre fino (400 - 600 en bobinas grandes, 100 - 300 en bobinas pequeñas), [2] conectados al terminal de alto voltaje en la parte superior. En este circuito, el alto voltaje se generó completamente por resonancia en la bobina secundaria de alto Q. 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 . [3]
Tipo posterior con herida primaria y secundaria en la misma forma para hacer un autotransformador. El principal es el devanado grueso en la parte inferior. En ambas imágenes, el espacio de chispa (SG) está encerrado en una pequeña caja (S) a la derecha para reducir el ruido.
  • En los circuitos posteriores de Oudin, las bobinas se acoplaron magnéticamente, formando un autotransformador , por lo que el primario induce un EMF en el secundario por inducción electromagnética . Ambas bobinas solían estar enrolladas en la misma forma de bobina, la primaria constaba de relativamente pocas vueltas de alambre grueso en la parte inferior con un grifo ajustable, conectado al devanado secundario, hecho de muchas vueltas de alambre fino. [3] Oudin descubrió que este circuito producía voltajes más altos debido a la gran relación de vueltas del transformador.

Aunque no incluye condensador, el devanado secundario también es un circuito resonante ( resonador eléctrico ); la capacitancia parásita entre los extremos de la bobina secundaria resuena con la gran inductancia del secundario a una frecuencia de resonancia particular . Cuando es excitado a esta frecuencia por el primario, se inducen grandes voltajes oscilantes en el secundario. El número de vueltas en el devanado primario y, por lo tanto, la frecuencia de resonancia del primario, se puede ajustar con un toque.en la bobina. Cuando los dos circuitos sintonizados se ajustan para resonar a la misma frecuencia, la gran relación de vueltas de la bobina, ayudada por la alta Q de los circuitos sintonizados, aumenta el voltaje primario a cientos de miles a millones de voltios en el secundario.

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 de Oudin era un dispositivo médico, con la corriente secundaria aplicada directamente al cuerpo de una persona, por seguridad el circuito de 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. [13] 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

Tratamiento por el método del efluvio con bobina de Oudin, 1907. El electrodo aislado (B) , unido a la parte superior de la bobina, se dirige a la rodilla. El paciente sostiene un electrodo de "tierra" (A) unido a la parte inferior de la bobina. Observe la bobina de ajuste de la otra mano (D) del médico .
Equipo de electroterapia Oudin. Incluye la bobina Oudin (parte trasera derecha) , la bobina de inducción que la alimenta (parte trasera central) , el panel de alimentación con interruptor de mercurio (parte trasera izquierda) y la cama de condensación (primer plano)
Tratamiento del cáncer por citolisis con bobina de Oudin (izquierda del paciente sentado) . La bobina de inducción y el interruptor que alimenta la bobina de Oudin están detrás de la cabeza del paciente.
Otra bobina de Oudin de tipo temprano

Utilice [ editar ]

Electrodos utilizados para electroterapia. Todos se conectan al mango aislante negro (45, parte inferior) que está conectado por cable al terminal Oudin.
Un electrodo de vacío.

El terminal de alto voltaje de la bobina se conectó a través de un cable a varios tipos de electrodo de mano que el médico usaba para aplicar el alto voltaje al cuerpo del paciente. El tratamiento no fue dolorosa para el paciente, porque la corriente alterna en la frecuencia de radio rango (RF), por encima de 10 kHz en la frecuencia , generalmente no causa la sensación de descarga eléctrica. La bobina de Oudin era un generador "unipolar", con el extremo inferior de la bobina conectado a tierra, por lo que a veces solo se aplicaba un electrodo al paciente y la ruta de retorno de las corrientes pasaba por tierra. Sin embargo, generalmente se usaba un cable de tierra desde la parte inferior de la bobina; conectado a un electrodo de tierra que sostenía el paciente. Un inconveniente de la bobina de Oudin era que el movimiento del electrodo y el cable durante el uso cambiaba la capacitancia del terminal superior de la bobina secundaria y, por tanto, su frecuencia de resonancia . [14] Esto hizo que la bobina secundaria dejara de resonar con la primaria, lo que provocó una reducción en el voltaje. Por lo tanto, el punto de toma en la bobina primaria tuvo que ajustarse constantemente durante el uso para mantener el primario y el secundario en "sintonía" (como se ve en la 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 descargas de cepillo (llamadas " efluvios") en el exterior del cuerpo del paciente, se utilizaron electrodos que constan de uno o más puntos metálicos en un mango aislante. Se debe tener cuidado de mantenerlos lo suficientemente lejos del cuerpo para evitar un arco en la piel, que podría causar dolor. Quemaduras de RF. Para aplicar corriente directamente a la superficie del cuerpo, así como a los tejidos internos del cuerpo de la paciente a través de la boca, el recto o la vagina, se utilizó un electrodo de "condensación" de tubo de vacío. Este consistía en un tubo de vidrio parcialmente evacuado de varios formas, con un electrodo sellado en el interior, unido al cable de alto voltaje. Esto produjo un resplandor violeta dramático cuando se energizó. La envoltura de vidrio del tubo formaba un condensador con el cuerpo del paciente a través del cual tenía que pasar la corriente, limitándolo a valores seguros .

Para aplicar corriente a todo el cuerpo, se utilizó una "camilla de condensación". Se trataba de una cama o sofá con un respaldo de metal debajo del colchón, conectado por un cable a la terminal de alto voltaje. Los electrodos de metal del reposamanos a los lados, que el paciente agarró durante el tratamiento, sirvieron como ruta de retorno "a tierra" y se unieron a la parte inferior de la bobina. Así, la camilla formaba un condensador, con el cuerpo del paciente como un electrodo.

Historia [ editar ]

Durante la década de 1800, los experimentos en la aplicación de corrientes eléctricas al cuerpo humano se convirtieron en un campo médico de la era victoriana, en parte medicina experimental legítima y en parte medicina curandera , llamada electroterapia . El descubrimiento de las ondas de radio por Heinrich Hertz en 1886 y el posterior desarrollo de la radio por Oliver Lodge , Guglielmo Marconi despertaron interés en la radiofrecuencia.corrientes y circuitos para generarlos. Las corrientes de "alta frecuencia" significaban cualquier frecuencia por encima del rango de audio,> 20 kHz, y las bobinas resonantes que las generaban se denominaban genéricamente "transformadores de oscilación". Durante la década de 1890, los médicos comenzaron a experimentar con la aplicación de este alto voltaje y corrientes de alta frecuencia al cuerpo humano (los estándares éticos en la profesión médica eran más flexibles en ese momento 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 nervios para provocar la sensación de descarga eléctrica.. En 1891 en Estados Unidos, el ingeniero Nikola Tesla descubrió de forma independiente lo mismo. Se utilizaron tres tipos de aparatos, desarrollados por tres pioneros en el campo, D'Arsonval, Tesla y Oudin, y alrededor de ellos surgieron cuerpos separados de técnica clínica: [3] [4]

Aparato D'Arsonval
Bobina de Tesla médica pequeña. La bobina se sumerge en aceite para proporcionar aislamiento. A diferencia del Oudin, la bobina de Tesla es bipolar.
  • Aparato D'Arsonval : D'Arsonval utilizó por primera vez un alternador de alta frecuencia , pero este dispositivo no podía producir frecuencias superiores a 10 kHz. Para alcanzar frecuencias más altas, desarrolló un circuito que consta de un solo circuito sintonizado , hecho de dos capacitores de jarra de Leyden y una pequeña bobina de relativamente pocos, de 10 a 30 vueltas de alambre grueso, con una bobina de inducción y una chispapara excitar oscilaciones. Parecía un circuito Tesla sin el devanado secundario. El circuito produjo un voltaje relativamente bajo (quizás 30 kV), electricidad de alta corriente, llamadas "corrientes de D'Arsonval". El circuito era "bipolar" con dos cables de extremos opuestos de la bobina conectados a electrodos en diferentes lugares del cuerpo del paciente. Las corrientes de alta frecuencia pueden producir calor en el cuerpo del paciente, similar al funcionamiento de un horno microondas; esto se llamó diatermia (Behary). También se utilizaron otros nombres como Thermo-Faradism y Thermo-Penetration dependiendo de si se usaba para terapia o para efectos destructivos en cirugía (Behary)
  • Resonador de Oudin - El médico francés Paul Marie Oudin en 1893 modificó el circuito de D'Arsonval agregando una segunda gran bobina de "resonador" hecha de muchas vueltas de alambre fino a una toma en la pequeña bobina de D'Arsonval. Al ajustar el punto de derivación, podría hacer resonar la segunda bobina con el circuito sintonizado, generando voltajes más altos a corrientes más bajas, similar al circuito de Tesla. En los primeros aparatos de "resonador Oudin", las dos bobinas están separadas y no acopladas magnéticamente. Más tarde, Oudin descubrió que la eficiencia podría aumentarse acoplando magnéticamente las bobinas, haciendo que la bobina pequeña sea el devanado primario de la bobina grande. [11] El resonador de Oudin generaba electricidad de muy alta tensión y baja corriente. Era un circuito "unipolar", con un extremo conectado a tierra y un solo terminal de salida.
  • Aparato Tesla-Thomson : el ingeniero serbio-estadounidense Nikola Tesla fue pionero en el campo de los transformadores resonantes de RF de alto voltaje. Él y Elihu Thomson experimentaron aplicando alto voltaje 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 constaba de una bobina primaria sintonizada excitada por chispas de pocas vueltas que rodeaba el centro de una bobina secundaria bipolar simétrica de muchas vueltas de alambre fino. con terminales de salida en cada extremo.

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

Después de que Oudin combinó la bobina primaria y "resonadora" juntas en la misma forma, convirtiéndolas en un autotransformador de núcleo de aire , la única diferencia significativa entre los aparatos Tesla y Oudin fue que la bobina médica Tesla era "bipolar" mientras que la bobina Oudin era " unipolar ", con un extremo conectado a tierra. Con el paso del tiempo, el significado de los términos cambió, hasta que (quizás en 1920) el término bobina de Tesla significaba una bobina "bipolar"; cualquier bobina de alto voltaje con un secundario balanceado sin conexión a tierra con dos terminales de salida, mientras que el término bobina de Oudin significaba una bobina "unipolar"; cualquier bobina con un secundario conectado a tierra y un solo terminal de salida. [11]

Alrededor de la década de 1930, los osciladores de tubo de vacío reemplazaron los circuitos excitados por chispas en los equipos médicos de alta frecuencia. El campo de la electroterapia fue reemplazado por el campo moderno de la diatermia , y la bobina de Oudin quedó obsoleta. Irónicamente, los diseños de bobinas de Tesla de hoy en día son unipolares, con un solo terminal de alto voltaje, por lo que a veces se les llama bobinas de Oudin. [11] [15]

Ver también [ editar ]

  • Varita violeta

Referencias [ editar ]

  1. ↑ Strong, Frederick Finch (1908). Corrientes de alta frecuencia . Compañía Rebman. pp.  41 .
  2. ↑ a b c Curtis, Thomas Stanley (1916). Aparato de alta frecuencia: su construcción y aplicación práctica . Nueva York:. Todos los días Mecánica Co. Inc. pp  45 -47. Bobina de Oudin.
  3. ↑ a b c d e Martin, James M. (1912). Practical electro-terapéutica y terapia de rayos X . CV Mosby Co. pp.  187 -192. Bobina de Oudin.
  4. ↑ a b c d e f Strong, Frederick Finch (1918). Fundamentos de la electro-terapéutica moderna (2 ed.). Nueva York:. Rebman Co. pp  73 -75. Oudin.
  5. ^ Hickman, Bert (30 de noviembre de 2000). "Re: bobinas de Oudin vs Tesla" . Lista de distribución de bobinas de Tesla . Sitio web de Chip Atkinson . Consultado el 2 de diciembre de 2014 .
  6. ^ Manders, Horace (1 de agosto de 1902). "Algunos fenómenos de corrientes de alta frecuencia" . Revista de Terapéutica Física . Londres: John Bale, Sons y Danielsson, Ltd. 3 (1): 226 . Consultado el 2 de diciembre de 2014 .
  7. ↑ Filingeri, V .; Gravante, G .; Cassisa, D. (2005). "Física de la radiofrecuencia en proctología" (PDF) . Revista europea de ciencias médicas y farmacológicas . 9 (6): 349 . Consultado el 11 de abril de 2015 .
  8. ^ Eberhart, Noble Murray (1919). Un manual de trabajo de corrientes de alta frecuencia (5 ed.). Chicago: New Medicine Publishing Co. págs.  40 . Resonador Oudin.
  9. ^ Brewster, Frank (junio de 1914). "Aparato de corriente de alta frecuencia Ch. 5: Transformador de alta frecuencia" . Electricidad y Magnetismo Modernos . Nueva York: Modern Publishing Co. 28 (6): 762–764 . Consultado el 2 de diciembre de 2014 .
  10. ^ Naidu, MS; Kamaraju, V. (2009). Ingeniería de Alta Tensión . India: Educación de Tata McGraw-Hill. pag. 170. ISBN 0070669287.
  11. ↑ a b c d Behary, Jeff (1 de julio de 2007). "Re: bobina de Oudin" . Lista de Tesla (lista de correo) . Consultado el 10 de abril de 2015 .
  12. ^ Tousey, Sinclair (1921). Electricidad médica Rayos Rontgen y Radio, 3ª Ed . WB Saunders Co. págs. 541, 548–550.
  13. ^ Manders, 1902, Algunos fenómenos de corrientes de alta frecuencia , p. 220-221
  14. ^ Manders, 1902, Algunos fenómenos de corrientes de alta frecuencia , p. 223
  15. ^ Skelton, Ken. "Oscilador de Oudin" . Comprensión pública de la ciencia . Departamento de Física y Astronomía, Univ. de Glasgow. Archivado desde el original el 4 de abril de 2005 . Consultado el 10 de abril de 2015 .