Provavelmente o projecto mais perigoso que já fizemos no eLab, mas ao mesmo tempo, um dos mais divertidos! A bobina de Tesla ou Tesla Coil, um transformador ressonante de núcleo de ar, inventado por Nikola Tesla no final do século XIX, capaz de gerar altas tensões a altas frequências, resultando em grandes descargas eléctricas tal como pequenos relâmpagos.
Existem vários tipos de Bobinas de Tesla, em primeiro lugar existem as SGTC ou Spark Gap Tesla Coils, que como o nome indica possuem um Spark Gap, o que não é nada mais que dois eléctrodos afastados um do outro por uma determinada distância, no qual ocorrerá um arco eléctrico, isto será o mecanismo de controlo de comutação, estas bobinas são as mais fáceis de construir mas requerem uma fonte de alta tensão; depois existem as SSTC ou Solid State Tesla Coils, que dependem de transístores de potência para efectuar a comutação, tais como MOSFETs ou IGBTs, este é o tipo que é usado para fazer bobinas musicais, no entanto são bastante mais complexas de construir; e ainda existem outras como as VTTC ou Vacuum Tube Tesla Coils, que usam válvulas para gerar a oscilação necessário ao circuito.
A que estamos a construir é uma NST SGTC, em que NST significa Neon Sign Transformer, ou transformador de néons, que será a nossa fonte de alta tensão.
Também existem vários esquemáticos diferentes, mas nós vamos seguir este mais simples:
O objectivo é basicamente fazer com que a frequência ressonante do lado do primário seja igual à frequência ressonante do secundário. Não passa de um circuito LC em que temos L1 e C1 bem como L2 e C2.
De seguida precisamos da nossa fonte de alta tensão, que deverá ter entre 9kV a 15kV. Geralmente o mais fácil de arranjar para esta parte é um transformador de néons.
Nós usámos um NST de 10kV e 30mA:
Agora é necessário um condensador capaz de aguentar com essas tensões elevadas. Geralmente estes condensadores são caros, mas podemos construí-los de raíz em casa. Seguindo o princípio da Garrafa de Leyden, uma das formas iniciais de condensadores, podemos reproduzi-lo facilmente com garrafas de vidro.
Um pouco de água, sal, óleo e garrafas de vidro dentro de um balde, e está feito! O vidro servirá de dieléctrico, enquanto a água salgada dentro e fora das garrafas será os dois eléctrodos. O óleo serve apenas para prevenir arcos eléctricos. Quanto mais garrafas em paralelo, mais capacidade obtemos:
A seguir vem o mecanismo de comutação, para isto usaremos um Spark Gap estático. Basicamente são dois eléctrodos afastados um do outro. Há quem use Spark Gaps rotativos, em que é possível controlar a frequência de comutação com a aceleração da rotação. Mas neste caso vamos para um desenho mais simples, pelo que dois parafusos deverão chegar:
Saltando agora para o secundário do circuito, temos a bobina secundária. Geralmente constituídas por uma longa e única camada de fio envernizado ao longo de um tubo de PVC, até atingir a inductância desejada:
Ainda no secundário temos o terminal de descarga, que serve de condensador secundário. Geralmente utilizam-se esferas ou toróides nas bobinas de Tesla, por isso vamos usar um desenho em toróide. Com um pouco de tubo flexível de alumínio para condutas de ventilação e exaustão, uns discos metálicos e fita de alumínio, e temos a nossa toróide:
Voltando ao primário, agora temos a bobina primária. Para isto o melhor é utilizar tubo de cobre:
Agora é altura de efectuar todas as ligações e ligar a bobina primária ao condensador caseiro:
Depois disso, a Bobina de Tesla está pronta para um teste:
E funciona! É sempre hipnotizante vê-la a funcionar, permite tirar fotos fantásticas:
Aqui fica um vídeo do pplware:
E é isto! Foi apenas um pequeno resumo deste projecto. Se quiserem saber mais sobre o desenho, dimensionamento e construção, podem ler o a artigo completo no meu blog pessoal.
Tenham bastante cuidado ao trabalhar com alta tensão, pode matar! Se não tiverem conhecimentos de como o fazer em segurança, então não devem tentar.
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