Bobine de Tesla
A bobina de Tesla é um dispositivo que usa duas bobinas para gerar alta tensão nos terminais do condensador secundário. Essa alta tensão faz com que os eletrões fluam entre os terminais desse condensador, produzindo faíscas.
Componentes:
- fonte de energia
- condensador primário
- bobina primária
- fenda de faísca
- bobina secundária
- condensador secundário
A bobina de Tesla é na verdade composta por duas bobines, cada uma com seu próprio condensador: uma bobina primária e uma bobina secundária. (tal como as baterias, os condensadores armazenam energia elétrica.) Um centelhador – um espaço de ar entre dois eletrodos – no circuito primário conecta a bobina e o condensador.
O objetivo de um centelhador é produzir uma grande quantidade de ruído elétrico de muito alta frequência (bem como ruído acústico, mas isso é um efeito colateral). A bobina de Tesla em si é um transformador de radiofrequência ressonante que extrai energia do ruído gerado pelo centelhador nas frequências que pode usar (ou seja, onde ressoa), deixando o restante para causar interferência de banda larga para aparelhos de rádio e televisão próximos e outros equipamento eletrónicos.
Nos primórdios da rádio, os transmissores também usavam centelhadores.
A bobine de tesla assemelha-se a um transformador, mas opera de maneira diferente. Tem um acoplamento muito fraco entre as bobinas primária e secundária, e a maior parte do ganho de tensão vem da ressonância, e não da relação de espiras. Um transformador típico tem um núcleo de ferro que permite trabalhar em baixas frequências, enquanto a Bobina Tesla tem um núcleo de ar que permite que funcione em frequências muito mais altas com elevada eficiência.
Princípio de funcionamento:
A bobina primária é conectada à fonte de alimentação. O condensador na bobina primária absorve a carga (como uma esponja). Uma vez que a bobina primária está sujeita a carga elevada e a grandes surtos de corrente, ela é comumente composta de cobre, que é um bom condutor de eletricidade. O condensador eventualmente acumula carga suficiente para superar a resistência do ar no centelhador. A corrente então flui do condensador ao longo da bobina primária, criando um campo magnético (comparável a espremer água de uma esponja).
A tremenda quantidade de energia faz com que o campo magnético entre em colapso rapidamente, fazendo com que uma corrente elétrica flua através da bobina secundária. Faíscas são criadas no espaço da centelha. Várias centenas de vezes a cada segundo, a energia vai e vem entre as duas bobinas, acumulando-se na bobina secundária e no condensador. A carga no condensador secundário eventualmente aumenta até o ponto em que se cria um arco de corrente elétrica.
A voltagem de alta frequência resultante pode iluminar lâmpadas fluorescentes a muitos metros de distância.
Quando a bobina secundária atinge sua carga total todo o processo deveria reiniciar-se e o dispositivo deveria tornar-se auto sustentável. Mas na prática isso não acontece. Como o ar quente no centelhador retira um pouco da eletricidade da bobina secundária e volta para o espaço, a bobina de Tesla acaba por ficar sem energia. É por isso que a bobina deve ser alimentada por uma fonte independente.
A bobina de Tesla foi projetada para atingir um fenômeno conhecido como ressonância. Quando a bobina primária dispara a corrente para a bobina secundária precisamente no momento apropriado, a energia transmitida para a bobina secundária é maximizada. Imagine alguém a empurrar um baloiço apenas na altura certa para fazê-lo subir o mais alto possível.
Uma bobina de Tesla com uma centelha ajustável fornece ao utulizador mais controlo sobre a tensão da corrente que ela gera. É assim que as bobinas podem produzir exibições de relâmpagos e até mesmo tocar música no compasso das rajadas de corrente.
Embora a bobina Tesla não tenha muita aplicação prática, a inovação de Tesla mudou drasticamente a maneira como as pessoas pensavam e usavam a eletricidade. As bobinas Tesla ainda são usadas nalgumas rádios e televisões hoje em dia.
Nota: Numa bobina de tesla de estado sólido, é fornecida uma alimentação CC ao circuito LC primário. Neste caso não é necessário o centelhador. É essencialmente um inversor grande e ressonante de alta frequência. O resto do ciclo opera de maneira semelhante à bobina de Tesla de corrente alternada. O procedimento é interrompido após um número predeterminado de ciclos para evitar dano dos componentes.
Instruções:
- Ligue o circuito
- Deve ver faíscas na ponta do condensador secundário.
- Segure uma lâmpada fluorescente perto do condensador e veja o que acontece
Links:
BNC Tesla elétrica de alta frequência ARC Music Tesla Coil com fonte de alimentação 60V 3A
Wireless Electricity? How the Tesla Coil Works