Escada de Jacob

Este é um projecto simples e rápido que apesar de ser já antigo, é sempre curioso de observar. Quem é que não gosta de ver os raios eléctricos de alta tensão a subir constantemente pelos eléctrodos, no plano de fundo de um laboratório de um cientista louco? Já que temos alguns transformadores de alta tensão por aqui espalhados, pensei que podia fazer uma Escada de Jacob como projecto de última hora para ser apresentado no Dia Aberto.

A construção é bastante simples, basicamente é necessário uma fonte de alta tensão, neste caso um NST (Transformador de Néons) tal como os que usei anteriormente na Bobina de Tesla e no Propulsor Iónico, com uma saída de aproximadamente 10kV.

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E depois um “Spark Gap” em forma de V onde cada um dos eléctrodos será ligado a uma das saídas de alta tensão do transformador. Para isto podem ser usados vários materiais, geralmente aço inoxidável, mas eu escolhi aquilo que tinha mais à mão, um pouco de fio condutor rígido de cobre com 2.5mm2 (AWG 13).

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Para criar um arco eléctrico é necessário atingir a tensão de ruptura do ar, que geralmente é cerca de 3kV/mm dependendo da humidade e temperatura, entre outras coisas. Isto significa que a distância entre os eléctrodos terá que ser ajustada consoante a tensão de saída do transformador. Para 10kV deverá ser entre 3 e 4mm na zona onde os eléctrodos estão mais próximos um do outro.

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Para fazer a base, usei uma caixa de uma antiga fonte de alimentação ATX de PC. As ligações deverão ser feitas em condutores para alta tensão, por causa do isolamento apropriado, no entanto os meus acabaram, pelo que alternativamente usei uns pedaços de fio dos transformadores de linhas que também são de alta tensão. Estes transformadores encontram-se em antigas televisões e monitores CRT, é por isso que ainda se vêem as “chupetas” na foto.

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E é isto! Agora é altura de nos afastarmos e ligar a energia. Talvez seja necessário ajustar a distância entre os eléctrodos, mas tenham a certeza que desligam primeiro o transformador e que descarregam os eléctrodos com um varão de descarga para a terra, para garantir a segurança. Se os eléctrodos estiverem demasiado próximos é possível que a faísca não chegue a subir. Se estiverem demasiado afastados, não haverá sequer faísca.

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No topo dos eléctrodos, a distância entre eles deverá ser suficiente para interromper o raio. Quanto mais potente for o transformador, mais brilhante a faísca será, isto porque para todos os efeitos, o projecto comporta-se como um curto-circuito, usando toda a corrente que a fonte conseguir fornecer.

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Conforme a tensão rompe o dieléctrico do ar, gera-se plasma. O ar ionizado irá subir com o calor, bem como o caminho da corrente. É por isso que a faísca sobre sempre.

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À medida que o raio sobe, a distância entre eléctrodos aumenta e o percurso da ionização torna-se instável, até que eventualmente se interrompe. Depois começa de novo a partir de um ponto em que a distância entre os eléctrodos seja menor.

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Se atentarem na foto anterior é possível notar o início de uma nova faísca, ao mesmo tempo que a antiga se rompe.

Tenham sempre cuidado ao usar alta tensão, pois pode ser letal! Também tenham atenção para não manter qualquer tipo de arcos eléctricos em funcionamento dentro de casa por longos períodos de tempo, pois existe produção de ozono que pode ser perigoso para nós e outros animais, em apenas alguns segundos começa-se logo a sentir o cheiro.

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