Como Fazer uma Bobina de Tesla

Desenvolvido em 1891 por Nikola Tesla, a bobina de Tesla foi criada para fazer experiências relacionadas com a criação de descargas elétricas de alta voltagem. Ela consiste de um suprimento de energia, um capacitor e um conjunto de bobinas transformadoras, assim os picos de voltagem alternam entre elas; e um conjunto de eletrodos, assim as descargas pulam entre eles através do ar. Usado em dispositivos que vão desde aceleradores de partículas até televisões e brinquedos, uma bobina de Tesla pode ser feita de equipamentos encontrados em lojas de eletrônicos ou de materiais usados.

Planejando uma Bobina de Tesla

  1. Leve em consideração o tamanho e o local da instalação da bobina de Tesla antes de construí-la. Você pode construir uma bobina de Tesla tão grande quanto seu orçamento permitir, no entanto as descargas, semelhantes a raios, que a bobina de Tesla gerará aquece e expandem o ar em torno delas (essencialmente, criando relâmpagos). O seu campo elétrico também pode causar interferências em dispositivos eletrônicos, por isso você vai querer construir e ligar sua bobina de Tesla em um lugar isolado, como uma garagem ou outra área de trabalho.
    • Para calcular quão grande serão as descargas que poderá produzir ou quanta força você precisa para fazê-la funcionar, divida o comprimento da centelha em centímetros por 0,68 e eleve ao quadrado para determinar a força de alimentação em watts. (Inversamente, para encontrar o comprimento da centelha, multiplique a raiz quadrada da força em watts por 0,68). Uma bobina de Tesla que cria uma centelha de 1,5 metro requererá 1.246 watts. (Uma bobina de Tesla que use uma fonte de alimentação de 1 Kw gerará uma centelha de quase 1,4 metros).
  2. Aprenda a terminologia. Para projetar e construir uma bobina de Tesla é necessário entender certos termos científicos e unidades de medida. Você precisará entender seus propósitos e funções para fazer corretamente uma bobina de Tesla. Aqui estão alguns dos termos que você precisará saber
    • Capacitância é a habilidade de segurar uma carga elétrica ou a quantidade de carga elétrica armazenada por uma dada voltagem. (Um dispositivo projetado para segurar uma carga elétrica é chamado de capacitor). A unidade de medida para capacitância é o farad (abreviado como "F"). Um farad é definido com um 1 ampére-segundo (ou coulomb) por volt. Normalmente, a capacitância é medida em unidades menores, como o microfarad (abreviado como "uF"), um milionésimo de farad ou o picofarad(abreviado como pF e as vezes lido como "puff"), um trilionésimo de farad.
    • Indutância, ou autoindução, é quanta voltagem um circuito elétrico carrega por quantidade de corrente no circuito. (Linhas de força de alta-tensão, que carregam uma alta voltagem, mas uma corrente baixa, têm uma alta indutância). A unidade de medida da indutância é o henry (abreviado como "H"). Um henry é definido como 1 volt-segundo por ampére de corrente. Normalmente, a indutância é medida em unidades menores, como o milihenry (abreviado como "mH"), um centésimo de henry ou o microhenry (abreviado como "uH"), um milionésimo de henry.
    • A frequência ressonante, ou frequência de ressonância, é a frequência na qual a resistência para a transferência de energia está no ponto mínimo. (Para uma bobina de Tesla, esse é o ponto ótimo de operação para transferir energia elétrica entre as bobinas primária e secundária). A unidade de medida de uma frequência ressonante é o hertz (abreviado como "Hz"), definido como 1 ciclo por segundo. Mais comumente, a frequência ressonante é medida em kilohertz (abreviado como "kHz"), sendo um kilohertz igual a 1000 hertz.
  3. Junte as peças que você precisará. Você precisará de um transformador de energia, um capacitor primário de alta capacitância, um centelhador, uma bobina indutora primária de baixa indutância, uma bobina indutora secundária de alta indutância, um capacitor secundário de baixa capacitância e algo para suprimir, ou abafar, os pulsos de alta frequência criados quando a bobina de Tesla está funcionando. Para mais informações sobre as partes, veja a próxima seção "Fazendo uma Bobina de Tesla."
    • Sua fonte de alimentação/tranformador alimenta, através do supressor, o circuito primário, ou circuito tanque, o qual se conecta ao capacitor primário, à bobina indutora primária e ao centelhador. A bobina indutora primária é posicionada junto, mas não encostada, à bobina indutora do circuito secundário, a qual é conectada ao capacitor secundário. Uma vez o capacitor secundário tenha acumulado carga elétrica o suficiente, feixes de eletricidade (raios) sairão.

Fazendo uma Bobina de Tesla

  1. Escolha seu transformador de energia. Seu transformador de energia determina o quão grande você pode fazer sua bobina de Tesla. Muitas bobinas de Tesla operam com um transformador que libera uma voltagem entre 5.000 a 15.000 volts a uma corrente entre 30 e 100 miliampéres. Você pode conseguir um transformador em uma loja de equipamentos usados de uma faculdade ou pela internet, ou então desmonte o transformador de uma placa neon.
  2. Faça o capacitor primário. O melhor jeito de criar esse capacitor é ligar vários pequenos capacitores em série assim cada capacitor manipula uma parte igual da voltagem total do circuito primário. (Para isso cada capacitor individualmente precisa ter a mesma capacitância que os outros capacitores em série). Esse tipo de capacitor é chamado de multiminicapacitor ou MMC.
    • Capacitores pequenos, e seus resistores, podem ser obtidos em lojas de equipamentos eletrônicos ou você pode pegar capacitores de cerâmica de placas velhas de televisão. Você também pode fazer os capacitores de folhas de polietileno e papel alumínio.
    • Para maximizar a saída de força, o capacitor primário deve ser capaz de alcançar sua capacitância total a cada meio-ciclo de frequência da energia fornecida. (Para uma fonte de energia de 60 Hz, isso significa 120 vezes por segundo).
  3. Projete o conjunto do centelhador. Se você estiver planejando uma única brecha no centelhador, precisará de parafusos de metal de pelo menos 6 milímetros de espessura para que suportem o calor gerado pela descarga elétrica entres os centelhadores. Você também pode ligar várias brechas de centelhadores em série, use um centelhador rotatório ou jogue ar comprimido entre os centelhadores para moderar a temperatura. (Pode-se usar um aspirador velho para jogar o ar).
  4. Construa a bobina indutora primária. A bobina em si será feita de fios, mas você precisará de alguma coisa para enrolar o fio em forma de espiral. O fio pode ser fio de cobre esmaltado, que você pode obter de uma loja de equipamentos elétricos ou desmontando um sobra de fio de um equipamento descartado. O objeto em volta do qual você irá enrolar o fio pode ser tanto cilíndrico, como um rolo de papelão ou um tubo plástico, quanto cônico, como um abajur velho.
    • O comprimento do fio determina a indutância da bobina primária. A bobina primária deve ter uma indutância baixa, portanto você fará menos voltas que na secundária. Você pode usar seções não contínuas de fio para a bobina primária, assim você pode ligar seções, conforme a necessidade, para ajustar a indutância durante o uso.
  5. Conecte o capacitor primário, o conjunto do centelhador e a bobina indutora primária. Isso completa o circuito primário.
  6. Construa a bobina indutora secundária. Como na primeira bobina, você vai enrolar um fio em volta de uma forma cilíndrica. A bobina secundária deve ter a mesma frequência ressonante da primeira bobina para que a bobina de Tesla opere de forma eficiente. No entanto, a bobina secundaria dever ser maior/mais comprida que a bobina primária pois ela precisa ter maior indutância que a bobina primária e também para evitar que qualquer descarga elétrica do circuito secundário acerte e queime o circuito primário.
    • Se faltar material para fazer a bobina secundária alta o bastante, você pode compensar construindo uma tela protetora (essencialmente um para-raios) para proteger o circuito primário, mas isso significará que a maior parte das descargas da bobina de Tesla acertará a proteção e não pularão no ar.
  7. Faça o capacitor secundário. O capacitor secundário, ou terminal de descarga, pode ter qualquer formato arredondado, sendo os dois mais populares o toro (anel ou rosquinha) e a esfera.
  8. Prenda o capacitor secundário à bobina indutora secundária. Isso completa o circuito secundário.
    • Seu circuito secundário deve ser aterrado separadamente do aterramento do circuito da casa, que serve de fonte de energia do transformador, para evitar um fluxo de corrente elétrica da bobina de Tesla para a terra passando pelos circuitos da casa e possivelmente queimando alguma coisa ligada nas tomadas. Uma boa maneira de fazer isso é fincar uma barra de metal no chão.
  9. Construa o abafador de pulso. Abafadores são indutores simples e pequenos que evitam que o pulso criado pelo conjunto do centelhador estrague o transformador da fonte de energia. Você pode fazer um enrolando um fio fino de cobre em volta de um tubo fino, como uma caneta esferográfica descartável.
  10. Monte os componentes. Posicione os circuitos primário e secundário próximos um do outro e conecte o transformador de energia ao circuito primário através do abafador. Assim que ligar o transformador, sua bobina de Tesla está pronta para funcionar.
    • Se a bobina primária tiver diâmetro suficiente, a bobina secundária pode ser montada dentro dela.

Dicas

  • Para controlar a direção dos feixes saindo do capacitor secundário, coloque objetos de metal próximos do capacitor, mas não tocando-o. O feixe fará um arco do capacitor para o objeto. Se o objeto tiver luz, como uma lâmpada incandescente ou fluorescente, a eletricidade vindo da bobina de Tesla a acenderá.
  • Projetar e construir uma bobina de Tesla eficiente requer trabalhar com equações matemática ligeiramente complexas. Felizmente você pode encontrar facilmente as equações necessárias e calculadoras on-line para fazer as contas envolvidas.

Avisos

  • Fazer uma bobina de Tesla não é uma tarefa fácil a menos que você já tenha algum conhecimento em engenharia e eletrônica.
  • Transformadores de neon sólido, como os fabricados atualmente, tendem a incluir um disjuntor, por isso eles não conseguirão ligar a bobina.

Materiais Necessários

  • Transformador de energia (Transformado de gás neon)
  • Capacitores de cerâmica
  • Parafusos de metal
  • Ventilador ou aspirador
  • Fio de cobre esmaltado
  • Suportes em formato cilíndrico ou cônico
  • Objeto de metal em forma de anel ou esfera
  • Finca metálica para terra
  • Tela (opcional)
  • Abafador de pulso
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