menu_topo

Fale com o professor Lista geral do site Página inicial Envie a um amigo Autor
 

Bobina de Ruhmkorff
(modelo típico)

 


Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
A bobina de indução ou bobina de Ruhmkorff (Técnico alemão, 1803 - 1877) é um aparelho destinado a produzir baixa intensidade de corrente sob elevada tensão, utilizando, como fonte primária de tensão, uma simples bateria de duas a quatro pilhas em série. Esse aparelho embora construído pela primeira vez por Ruhmkorff em 1852, antes da invenção do transformador, é, todavia, um verdadeiro transformador de circuito magnético aberto.

Circuito esquemático

Descrição
a. Núcleo:
A bobina de indução compõe-se de um núcleo de ferro doce (N), constituído por um feixe de fios daquele material, isolados entre si, para evitar correntes de Foucault, nascidas por indução, na massa metálica do núcleo condutor. Esse 'arame' para a confecção do núcleo é de ferro recozido, número 16, mais mole que os arames comuns. São bastante usados em floricultura para sustentar arranjos florais e em construção civil. Adquirido o rolo de 1 kg, corte pedaços de 20 cm de comprimento até conseguir um feixe cilíndrico de 1 a 1,5 cm de diâmetro. Não limpe ou lixe esses fios de ferro, pois a camada de oxidação funcionará como isolante elétrico. Acompanhe as etapas pela ilustração abaixo.

Envolva as extremidades com fita plástica isolante e mergulhe o cilindro em verniz para enrolamento de motores (ou algum outro verniz forte). Após perfeita secagem (de preferência ao sol ou próximo de potente lâmpada incandescente), retire as fitas isolantes e introduza o feixe num tubo de fibra de paredes finas ou, na falta deste, envolva todo o cilindro com uma camada de cadarço (fita de pano, 100% algodão).

b. Bobinas: Em volta desse núcleo são enroladas as bobinas do circuito primário e do circuito secundário, deixando livre 1,5 cm em cada extremo.

O primário (P) é constituído de pequeno número de espiras (duas ou três camadas de espiras juntas e bem apertadas) de fio grosso (fio magnético, dupla capa de algodão ou, simplesmente, fio de cobre esmaltado com diâmetro de1mm a 2 mm). Uma boa sugestão(conforme detalharemos nas variantes da montagem) é colocar como primário dois enrolamentos independentes, cada um com duas camadas. Nas ligações finais você poderá ligá-los em série, em paralelo ou produzir uma derivação central ('center-tape', conforme se lê em revistas eletrônicas). Esse primário pronto poderá ser colocado, também, dentro de um tubo de fibra ou PVC, como ilustramos a seguir. Outra opção é envolver esse enrolamento primário com duas camadas de cadarço e embeber tudo com verniz próprio para enrolamentos.

O secundário (S) é constituído de numerosas espirais de fio fino (fio de cobre esmaltado, número 37 a 44). Nas grandes bobinas pode se ter aí cerca de 200 000 espiras, cujo fio atinge centenas de quilômetros. O coeficiente de transformação (razão entre a tensão no secundário e no primário) é assim muito elevado, exigindo cuidados especiais no isolamento das diversas camadas de espiras do secundário.

Nos bons modelos, esse secundário é feito com bobinas separadas por fibra (ou carretéis) e generosa dose de verniz para enrolamento. Parafina quente também pode ser usada na fase dos enrolamentos. Além do isolamento que propiciam, fixam as espiras, impedindo-as de vibrar.

Nossa sugestão é colocar sobre o enrolamento primário (já revestido pelo tubo de fibra), discos de fibra ou PVC que servirão de separadores para os enrolamentos distintos, conforme ilustrado acima. Esses secundários deverão, ao final, ficarem impregnados de bom verniz e 'enfaixados' com pelo menos duas camadas de cadarço.

Dois retângulos de madeira (generosamente envernizados) e uma caixa de madeira rasa, como na ilustração a seguir, encerra essa parte inicial da montagem, com os enrolamentos já nela fixados.

c. Interruptor: Para que se produza uma diferença de potencial (ddp) nos extremos do secundário (e posteriormente uma corrente elétrica no ar ou gases), é necessário que a corrente no primário (alimentado com fonte DC) seja constantemente interrompida. Só assim é possível obter-se um fluxo magnético variável, causa do fenômeno da indução eletromagnética. A corrente continua fornecida pela bateria passa por um interruptor mecânico, acionado pelo núcleo da própria bobina.

Como variantes, esse interruptor mecânico poderá ser substituído por outros processos que permitem igualmente (e por vezes com maior eficiência) as interrupções da corrente elétrica no primário.

O interruptor mecânico (originalmente, martelo de Wagner) funciona como o vibrador de uma campainha elétrica. Acompanhe na ilustração.

A lâmina de aço (a), que fecha o circulo quando em contato como parafuso regulador (b), é dotada de pequena massa de ferro (c), a qual é atraída pelo núcleo (N), entrando em vibração.

Os pontos de contato de (a) e (b) são de platina ou tungstênio (platinado) para não se deteriorarem pela faísca de ruptura. Para a construção desse 'martelo', é conveniente aproveitar as partes de um relé automotivo em desuso. Num auto-elétrico ou oficina mecânica você poderá obter facilmente esse componente sob o nome de 'platinado'.

A ruptura do circulo primário deve ser brusca, a fim de se obter uma f.e.m. elevada (lei de Faraday) no secundário.

d. Capacitor: A faísca que se produz no instante em que os pontos em contato se separam, prolonga a passagem da corrente no primário, aumentando com isso o tempo de interrupção (o que baixa drasticamente a ddp induzida), sendo necessário, portanto, que essa faísca seja eliminada.

A adaptação de um capacitor (C), de 1 a 4m F x 200V, a óleo ou poliéster, em paralelo com o interruptor absorve a energia de auto-indução no primário, que é a causa do faiscamento, reduzindo-a ao mínimo. Há uma técnica para ajustar a auto-indução desenvolvida no primado. Veremos isso mais adiante. Na ilustração acima e na a seguir mostramos como tal capacitor deve ser ligado e alojado na caixa rasa que serve de apoio ao aparelho.

Eis o aspecto final dessa montagem. Atente para os terminais de I a V, os quais permitirão os vários modos de se ligar a bobina de Ruhmkorff à fonte de alimentação.

Segue 2. Variantes para a bobina de Ruhmkorff


Copyright © Luiz Ferraz Netto - 2000-2011 ® - Web Máster: Todos os Direitos Reservados

Nova pagina 1