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Globo de Plasma
Lâmpada de plasma

Oscilador de alta freqüência
(com válvula e flyback)

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

Apresentação
O Globo de Plasma (esfera de plasma ou lâmpada de plasma), como é mais conhecido, refere-se a uma montagem que reúne eletrônica e descarga em gases rarefeitos. A parte eletrônica prende-se a um circuito oscilador que produz altos potenciais elétricos capazes de, mediante o campo elétrico produzido, ionizar o gás rarefeito aprisionado no globo. O faiscamento observado nessa atmosfera de plasma é característico, na sua forma, pela natureza do sinal elétrico utilizado (geralmente sinal AC de alta freqüência) e, na sua cor, pelo tipo de gás utilizado.

A ilustração abaixo destaca as características básicas de um típico globo de plasma. Na base do aparelho tem-se o circuito eletrônico que gera o sinal de alta tensão (veja montagem, a seguir), usando um flyback, transformador com núcleo de ferrite usado nos tubos de televisão. Ele produz entre 8 000 e 15 000 V numa freqüência ao redor dos 20 kHz. O globo é inicialmente evacuado e a seguir preenchido com pequena quantidade de gás inerte; comumente, néon ou argônio. 
A baixa pressão interna fica por volta de 0,0001 atmosfera (1/10000 da pressão atmosférica). Isso aumenta o livre caminho médio entre portadores de carga elétrica, antes de colidir com outros portadores ou átomos. Se o livre percurso médio é longo, os portadores de cargas podem acelerar durante maior intervalo de tempo e, com isso, adquirir maior energia cinética entre as colisões e, o mais importante, podem fazer isso com a aplicação de campo elétrico pouco intenso. Desse modo, os efeitos das descargas nesse gás rarefeito são melhores apreciados do que se usássemos intensos campos elétricos em gases sob pressão atmosférica. 

Sob o efeito do intenso campo elétrico que cerca o eletrodo central do globo, ocorre a ionização do gás rarefeito e observa-se abundante faiscamento entre esse eletrodo central (sob alto potencial elétrico) e o globo de vidro que está, efetivamente, ao potencial elétrico do solo. O faiscamento não tem direção privilegiada uma vez que o eletrodo central (pequeno globo de vidro preenchido com farpas de grafite) é eqüidistante de qualquer porção do globo de vidro. Quando um corpo aterrado (mão do experimentador, por exemplo) se aproxima do globo, o campo elétrico fica mais intenso entre o eletrodo central e o 'solo', que foi melhorado pela presença da mão do experimentador. Nesse caso, as descargas ocorrerão preferencialmente nessa região do globo, formando filetes elétricos mais intensos do que os fluxos anteriormente observados.

O uso da alta freqüência é o 'preventivo' notável do dispositivo quando a danos no corpo humano, uma vez que as correntes elétricas que se dirigem para a terra, provenientes do globo, em última instância percorrendo mão e corpo, não passam pelo interior do corpo e sim pela superfície da pele. Esse 'efeito de pele', como é conhecido, protegerá o experimentador de qualquer 'choque elétrico' (que, de qualquer modo é bastante moderado pois as correntes envolvidas têm minúsculas intensidades). Embora tais globos não ofereçam o perigo de choques elétricos, eles poderão infligir pequenas queimaduras na pele, por efeito Joule (aquecimento), quando o faiscamento persiste sempre no mesmo lugar da pele.

Quando alguém aproxima sua mão do globo haverá faísca entre o globo e as pontas dos dedos. Se outra pessoa aproxima sua mão da mão dessa primeira haverá também faiscamento entre os dedos dessa segunda pessoa e a pele da mão da primeira. Ambas as pessoas sentirão as pequenas picadas do faiscamento. Uma interessante atração para as Feiras.

Para alguém que tenha 'medo' dessas minúsculas 'picadas' na pele recomendamos colocar na mão uma peça de ferro (um alicate, uma tesoura, uma lima,etc.) e aproximar a peça do globo. Ao segurar a peça a área de contato da mão aumenta o suficiente para que a pessoa não sinta absolutamente nenhum choque, picada ou aquecimento, mesmo que entre a peça e o globo ocorra intenso faiscamento. Uma 'peça' recomendada é uma lâmpada fluorescente; com a mão em uma das extremidades da lâmpada e a outra extremidade encostada no globo, a lâmpada toda acende!

Montagem
Essa montagem que propomos, permite o funcionamento de uma globo de plasma, mais especificamente, uma lâmpada de plasma, com resultados surpreendentes. O flyback utilizado, como sabemos, é um transformador com núcleo de ferrite, destinado a produzir altas tensões nos televisores e monitores.

Esse circuito, utilizando válvula termiônica 6DQ6, permite o uso de flyback de um televisor valvulado, sem quaisquer modificações, ou seja, não é necessário efetuar nenhum enrolamento extra sobre o núcleo de ferrite. O desempenho dessa montagem é bem superior ao anterior, no qual usamos de um SCR. No lugar do globo de plasma utilizamos, nessa montagem, uma simples lâmpada incandescente de 200 W (queimada ou não, isso não importa)

Material
C1 – 3kpf x 3kV, cerâmica; 
C2 - 1
mF x 600V, óleo; 
C3 - 2 de 5kpf x 3kV, cerâmicos, em paralelo; 
C4 - (32 + 32)
mF x 350V; 
R1 - 10 a 15k x 5W, fio; 
R2 e R3 - 20k x 1W, carvão; 
XRF - 2,5 mH, 4 seções; 
T1 - Primários (110 + 110)V, secundários (275 + 275)V x 60mA e (5 + 6)V x 2 A; 
T2 - flyback para televisor valvulado; 
V - válvula 6DQ6; 
D1 e D2 - diodos BY127 ou equivalentes (1N4004 etc.).

A lâmpada utilizada para a produção de faíscas em seu interior pode ser uma do tipo incandescente (queimada ou não) de 150 ou 200W ou uma 'lâmpada' especial que deve ser fabricada por profissional em 'anúncios luminosos de tubos néon'.

Essa 'lâmpada especial' consta de um grande bulbo de vidro com um eletrodo central que termina por uma pequena esfera; todo o ar interno é extraído e substituído por pequena quantidade de gás néon. 
Abaixo as fotos de meu exemplar desse globo, usando um 'lustre' de vidro transparente para lâmpada incandescente.

  Segue Bobina de Oudin .



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