Christian Ernst Neef (1782–1849)

Christian Ernst Neef (1782-1849) exerça, à partir de 1815, en tant que médecin à l'hôpital civil (Bürgerhospital) de Francfort-sur-le-Main.
En 1817, il fut cofondateur de la Senckenbergische.

En 1837, Callan publia ses résultats dans la revue *The Annals of Electricity*, éditée à Londres.
Il y décrivait une expérience consistant à enrouler, autour d'une barre de fer en forme de fer à cheval, un fil de cuivre très épais d'une longueur de 50 pieds (environ 15 mètres), puis à superposer à cet ensemble un second fil, plus fin et environ 25 fois plus long. Il étudia les effets d'induction dans la bobine secondaire (externe) en faisant circuler le courant d'une petite pile à travers la bobine primaire, tout en modulant ce courant à l'aide d'un interrupteur manuel. Lorsqu'il reproduisit ce dispositif à plus grande échelle, la tension générée au niveau de la bobine secondaire fut suffisamment élevée pour permettre à Callan d'observer des étincelles jaillissant entre les extrémités des fils.

En 1835, Page travailla sur un montage ne comportant qu'une seule bobine de cuivre. En la reliant toutefois à plusieurs circuits électriques, il découvrit que des tensions pouvaient être transformées par des effets d'induction. Ses travaux furent publiés dans l'édition d'octobre 1836 de l' *American Journal of Science and Arts*. Environ deux ans plus tard, il présenta un appareil constitué cette fois de deux bobines distinctes. Pour la bobine primaire, il utilisa un fil de cuivre isolé enroulé autour d'un cylindre en bois doté d'un noyau en fer. La bobine secondaire était disposée sur un second cylindre en bois, placé au-dessus de la bobine primaire. Page intégra à son dispositif un mécanisme oscillant actionné par un aimant, qui faisait office d'interrupteur automatique.
À peu près à la même époque, des descriptions de dispositifs à induction furent également publiées ailleurs.
En 1841, le physicien français Antoine-Philibert Masson (1806-1860) présenta, en collaboration avec le constructeur d'instruments Louis François Clément Breguet (1804-1883), un inducteur qui aurait servi de prototype aux bobines d'induction de Rühmkorff, devenues par la suite très célèbres.

Dans l'espace germanophone, le médecin francfortois Christian Ernst Neef présenta, en 1838, lors de la réunion des naturalistes et médecins allemands à Fribourg, l'un des premiers appareils à induction électromagnétique.

L'interrupteur de Neef, aussi appelé trembleur.
Le problème de la construction des appareils d'induction consistait à obtenir et à régler l'intermittence du courant inducteur de façon à avoir une série régulière de courants induits et par conséquent de secousses électriques : le trembleur de Neef, qui rend cette intermittence automatique, satisfait toutes les exigences.
— C'est un accessoire obligé de tous les appareils voltaïques qui mérite une description à part :

Soit une pile A en communication avec les deux bouts du fil d'une bobine B dont le centre est occupé par un barreau de fer doux C : l'une des communications, celle du fil p, est directe : l'autre communication, celle du fil m, est établie par la vis n' ; contre la pointe de cette vis appuie un ressort D, portant à son extrémité une petite masse E de fer doux, c'est le marteau : le ressort D se continue en n" avec le fil de la bobine. Dès que le courant passe dans la bobine, le barreau C s'aimante (1); le barreau C aimanté attire à lui le marteau E : le ressort D cède et abandonne la vis n' : le circuit est rompu et le courant ne passe plus. Mais alors le barreau C se désaimante et ne retient plus le marteau E : le ressort D agit à son tour, revient au contact de la vis et rétablit le circuit.
Nouvelle aimantation du barreau C, et reproduction indéfinie des mêmes mouvements.
Quant à la rapidité des interruptions, elle peut être réglée.
En tournant plus ou moins la vis n' on rapproche plus ou moins le marteau du fer doux C, et on met le ressort en plus grande tension . Or plus le marteau sera rapproché du fer doux C , moins il aura de chemin à parcourir et , en outre plus le ressort sera tendu , plus il ramènera vive- ment le marteau vers la vis n.

Le principe est le même que celui de la sonnette électro-magnétique.

La gravure montre le trembleur de Neef, interrupteur permettant d'ouvrir et de fermer régulièrement et rapidement le circuit alimenté par les piles. Son armature en fer doux f est mobile à l'extrémité du ressort de rappel r. Lorsque f est en contact avec le ressort r', le circuit est fermé et le courant circule dans l'enroulement primaire de chaque bobine. L'extrémité a d'un du noyau de fer doux d'une bobine agit alors sur l'armature f et, l'attirant, ouvre le circuit... L'armature f oscille entre les deux positions, ouvrant et fermant le circuit électrique à fréquence rapide et réglable par action sur le bouton A. Les deux bornes C et C' sont reliées, respectivement à r' et à r : elles délivrent l'extra courant. Les bornes D et D' sont reliées aux extrémités des enroulements secondaires des bobines : elles délivrent le courant induit.
Pour régler la force du courant induit, deux cylindres en cuivre argenté forment un double manchon mobile recouvrant les bobines. Ces cylindres deviennent le siège de courants induits en minimisant ceux que recueillent le patient On peut, à l'aide du bouton B, les déplacer de manière à ce qu'ils recouvrent plus ou moins les enroulements secondaires. Plus grande est la partie des bobines recouverte par le double manchon et plus faibles sont les courants. Si le double manchon est retiré, les secousses sont plus énergiques.
Le temps séparant deux coupures du circuit est appelé période de découpage. Il dépend de nombreux paramètres (attraction du noyau, raideur du ressort…) et peut être ajusté à l'aide de la vis de réglage. Il est de l'ordre de la milliseconde, ce qui correspond à une fréquence de découpage de 1000 hertz.

En 1851 la bobine construite par Ruhmkorff se distinguait des appareils de Masson et Bréguet par l’emploi d’un circuit secondaire formé par un fil long et fin, parfaitement isolé a la gomme laque ; par l’addition d'un noyau de fer au centre de la bobine primaire et, enfin, par l’interrupteur de Neef rendu réglable ; cet interrupteur avait déjà été employé par Masson pour des appareils médicaux à extra-courant.
C’est donc bien de Ruhmkortf que datent les bobines à étincelles.
L'ajout du condensateur aux bornes du contact C a été proposé en 1853 par Hippolyte Fizeau.

A la rupture, les étincelles qui se produisent à rinterrupteur, par suite de l’existence de l’extra-courant, sont plus énergiques que celles qui seraient données par la pile seule : outre que les conducteurs risquent de se détériorer, cette augmentation d’étendue de l’étincelle prolonge la durée du courant, qui ne cesse qu’avec l’étincelle même. Il y a donc, non pas interruption brusque, mais diminution d’intensité du courant inducteur avant la cessation : l’étincelle est une prolongation du courant, mais correspondant à une très grande résistance. Outre que l’action inductrice du courant doit alors être moins énergique, il faut remarquer que, en même temps, la désaimantation du faisceau central de fer doux est aussi moins brusque ; comme son action est semblable à celle du circuit inducteur, on comprend que l’action inductrice diminue. M. Fizeau a montré en 1853 que l’on évite ces inconvénients, qu’on les diminue au moins, en mettant deux points du circuit A, B (fig. 243) pris de part et d’autre de l’interrupteur DE en communication avec les deux armatures C, G' d’un condensateur. Les étincelles qui apparaissent à l’interrupteur sont moins considérables et les effets induits sont plus intenses.
Voici comme il nous semble que l’on peut s’expliquer ces effets : à la fermeture du circuit, d’abord, alors que le marteau E viendra en contact avec D, avant que le régime permanent se soit établi dans le circuit, le condensateur devra se charger; la capacité du circuit inducteur sera plus grande que si le condensateur n’existait pas, la période variable sera donc plus longue, et comme rien ne sera changé à la valeur finale du courant, le courant induit diminuera d’intensité.
Supposons, au contraire, le régime permanent établi et considérons le moment où le marteau E s’écartera de la pointe D ; les deux lames du condensateur sont à un potentiel peu différent, puisqu’elles sont en communication par la série non interrompue des conducteurs B,D,E,A; dès qu’il se produit une interruption en DE, le condensateur tend à se charger davantage; c’est sur ses lames et non en DE que s’accumule l’électricité, d’une part, ce qui diminue les étincelles; puis, d’autre part, le condensateur se décharge par le circuit de B vers A en passant par la pile et la bobine, ce qui établit un courant en sens contraire de l’extraourant et du courant de la pile, diminue encore l’étincelle de rupture et hâte la désaimantation du 1er doux; ces actions rapprochent donc la période variable de la durée qu’elle devrait avoir s’il n’y avait pas d’extracourant et augmentent l’intensité du courant induit de rupture.

Tant que les bobines ont servi à de rares expériences, les anciens interrupteurs, dérivés de ceux de Neef et de Foucault, ont suffi ; plus tard, vers 1880, l’interrupteur Deprez a permis d’atteindre une assez grande rapidité. On connaît les inconvénients de tous ces instruments, leurs irrégularités et la délicatesse de leur réglage ; susceptibles d’un fonctionnement assez bon avec de faibles courants, ils ne permettent d’actionner les bobines au maximum que pendant un temps très court et grâce à une surveillance continuelle. La généralisation de l’emploi des bobines a mis bien vite en évidence ces défauts et ce fut alors, de toutes parts, une éclosion de nouveaux interrupteurs, dont beaucoup, d’ailleurs, tombèrent aussitôt dans l’oubli.

L'interrupteur est aussi connu sous le nom de « Marteau de Wagner » il a servi de base à un grand nombre d’appareils analogues .

1883 Vu dans le COMPTES RENDUS HEBDOMADAIRES DES SÉANCES DE L'ACADÉMIE DES SCIENCES

Modification de l'interrupteur de Neef pour la bobine de Ruhmkorff. Note de M. E. Ducretet.
« Dans la modificationque j'ai réalisée, le ressort vibrant est rendu fixe; pour cela, cette lame vibrante est allongéeet ses deux extrémités sontfixées par deux équerres ou colonnes; au milieu de la longueur de cette lame se trouve la petite masse de fer doux qui sera attirée par le faisceau de fils de fer de la bobine. La vis qui fixe la petite masse de fer doux est platinée, et en regard se trouve la tige filetée qui sert à produire les interruptions du courant dans le circuit inducteur de la bobine. Un ressort antagoniste à réglage variable donne la tension convenable.»
L'interrupteur de Neef ainsi disposé donne des vibrations très rapides et, par conséquent, un nombre considérable d'interruptions du courant dans un temps très court. L'étincelle est modifiée, elle devientcontinue, plus puissante et plus chaude. Cette disposition nouvelle peut s'appliquer à toutes les bobines de Ruhmkorff ayant un interrupteur de Neef.»
L'interrupteur rapide de la sirène Froment peut aussi être employé; son ressort antagoniste est également à réglage variable. Toutefois, l'interrupteur de Neef modifié est préférable. »
La bobine que j'ai l'honneur de présenter a été disposée spécialement pour la démonstration, sur les conseils de M. d'Almeida. Le condensateur de M. Fizeau est mobile, ce qui permet de mettre son action en évidence. Le faisceau de fils de fer et le fil inducteur sont également mobiles. »