BOBINA DE TESLA - MONTAGEM - FEIRA DE CIÊNCIAS ... O Imperdível !

A bobina de Tesla consta essencialmente de 6 partes, a saber: a base de sustentação, a bobina secundária L2, a bobina primária L1, o transformador T para tubos néon, o capacitor C para alta tensão e o faiscador.

A base do aparelho: a unidade ilustrada na abertura do artigo foi construída sobre uma base de madeira compensada de (60 x 60) cm e espessura 2cm. Após devidamente lixada e uma demão de verniz selador deve ser aplicada 2 ou 3 demão de bom verniz para madeira (esperar secar bem antes de cada demão). Essa base foi dotada de 4 rodas de nylon, uma em cada canto, para facilitar sua movimentação pelo tablado do professor em sala de aula ou no recinto de demonstrações. Essa base pode ter acabamento dos mais sofisticados, dependendo da prática do construtor (totalmente encerrada, revestida com fórmica etc.).

A bobina L2: no centro desse quadrado da base foi montada a bobina L2. O enrolamento é feito sobre um tubo de PVC de 4 polegadas de diâmetro (medida comercial do PVC branco para água pluviais) e 1 metro de comprimento. Apresenta o seguinte aspecto final, na ilustração, sobre uma base de (65 x 65 x 2) cm:

O enrolamento é feito com fio esmaltado # 22 (ou #24 ou #26), de preferência com dupla capa de algodão (fio magnético), com espiras juntas, abrangendo a extensão de 86 cm ao longo do tubo. Se optar por usar um fio mais fino, o de # 26, por exemplo, essa extensão de 86 cm apresentará cerca de 2000 espiras. Deve haver espaço suficiente entre esse enrolamento e as bordas do tubo, como se ilustra. Eis as fases de sua preparação:

Em (1) mostramos o tubo, salientando que aqueles de paredes finas são mais recomendados que os de paredes grossas. Lixar esse tubo com lixa fina até retirar as irregularidades e especificações do fabricante.

Em (2) temos a fase de cobertura com verniz, aguardando a devida secagem entre elas.

Em (3) o andamento do enrolamento, mantendo o fio bem esticado e com espiras unidas (não deixe "encavalar").

Após o enrolamento (4), novas demãos de verniz.

Em (5) temos as tampas plásticas (PVC) para serem aparafusadas (parafusos de nylon) ou coladas (cola especial para PVC).

As tampas devem ter orifícios em seus centros para permitirem as passagens dos parafusos de topo e de base. O de base deve ser de nylon (1 x 4) cm, para fixação na base do aparelho.

O parafuso de topo já faz parte do isolador cerâmico.

Em substituição aos discos de plástico podem ser usados tampões de PVC obtidos em casas para materiais para construções.

Nunca fure o tubo de PVC.

Note que o tubo não deve ser furado em nenhum lugar para permitir a passagem do fio do enrolamento. Esse fio não deve passar para o interior do tubo.

Em (7, 8, 9, 10, 11 e 12) mostramos como proceder para fixar o terminal de terra dessa bobina. Uma pequena área do tubo na extremidade inferior deve ser lixada (7), um retângulo de lata fina ou alumínio, lixada e com os bordos arredondados (8), receberá a extremidade do fio a qual já deve ter sido foi lixada, dobrada várias vezes e amassada (9 e 10) e será fixada contra o tubo (11), junto com uma tira de malha para terra (12).

Tudo isso é preso com fita plástica isolante.

Essa malha para terra (aterramento de R.F. --- rádio freqüência --- pode ser retirada das blindagens de cabos de TV (linha de 75 ohms) ou obtido em lojas de eletrônica. Na sua falta, pode-se usar 4 ou 5 pedaços de fios flexíveis comuns para instalações elétricas.

Em (13 e 14) os aspectos finais dessa bobina L2. Plástico em aerossol pode ser aplicado em substituição ao verniz.

O terminal superior (eletrodo de descarga) pode ser esférico, toroidal ou mesmo em forma de ponta, para certas aplicações.

Não esqueça de fixar a base do tubo contra a base de madeira antes de colar o disco superior!

A estrutura para o enrolamento, uma espécie de gaiola, é feita com dois anéis de plástico, acrílico, ou madeira compensada envernizada (seja generoso no verniz), com diâmetros externos de 24 cm e internos de 14 cm.

Próximo às bordas externas dos anéis são feitos 8 furos (dividir a circunferência em 8 partes iguais) para passar (bem justas) as varetas de plástico (ou madeira).

Varetas e anéis de PVC podem ser colados com cola especial para tal material.

Próximo à bordas interna do anel inferior são feitos 3 furos para passar as varetas que fixarão essa armação na base.

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O enrolamento apresenta um total de 15 espiras de fio de cobre grosso, com capa plástica. É recomendável que esse enrolamento apresente alguns "taps" (pontos de ligação) para o ajuste final da bobina L1, que dependerá do número de espiras em L2.

Tais "taps" podem ser feitos torcendo-se o fio, com alicate, para fazer "orelhas" de 3 em 3 espiras, após a 6ª espiras já pronta. Após feitas essas "orelhas" no fio, retirar sua capa e lixar. Deixe livre as extremidades desse enrolamento, em comprimento suficiente, para chegarem até o centelhador e capacitor, respectivamente.

Ajustar bem essa gaiola ao redor da bobina L2 e fixar na base as 3 varetas de apoio.

Essas orelhas ('taps') poderão ser dispensadas se o experimentador ajustar antecipadamente o melhor número de espiras para o melhor desempenho do aparelho. Começar com 15 espiras, testar, desligar, passar para 14 espiras, ligar, testar, desligar, passar para 13 espiras etc. Uma vez obtido o melhor enrolamento, fixa-lo definitivamente. Os "taps" facilitam essa etapa dos ajustes. Basta que a extremidade do fio que vem do faiscador seja dotada de uma garra "jacaré".

O centelhador: é formado por dois terminais metálicos (cobre ou latão) montados em isoladores de pé, os quais se fixam numa base isolante (plástico, acrílico, madeira etc.) de (1 x 6 x 15) cm. Essa base, por sua vez, é fixada na base geral do aparelho. Centelhadores prontos, usados para cercas elétricas de pastagens podem ser usados.

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A distância de centelhamento poderá variar de 2 a 4 cm, dependendo do tamanho (capacitância) do capacitor C.

Essa distância deverá ser ajustada e o procedimento dessa operação será descrito mais adiante.

O capacitor C: para uma única unidade, basta uma placa de vidro plano de (45 x 45) cm, 2 folhas de alumínio (zinco de chapa tipográfica offset, estanho etc.) de (38 x 38) cm e moldura de madeira (tipo porta "retratos").

As folhas de alumínio (que podem ser do tipo autocolante, tipo "contact") são coladas em ambas as faces do vidro (bem centradas). Uma lapela de alumínio, em cada folha, servirão de terminais de C e serão fixadas nos parafusos de nylon da moldura. Esses parafusos, por sua vez, atravessam a moldura de madeira, um do lado direito e outro do lado esquerdo (veja ilustração). Uma cantoneira de madeira provê a devida estabilidade e facilita a fixação na base geral. O vidro é um material dielétrico excelente pois apresenta tensão de ruptura extremamente elevada (tensão necessária para furar o vidro) assim como alta constante dielétrica (permissividade dielétrica). A capacitância desse capacitor fica ao redor dos 0,27 mF.

O transformador T: o transformador T é o único componente de custo relativamente elevado. Trata-se de uma unidade utilizada para anúncio luminoso a gás néon. Ele recebe no primário os 110 volts da rede elétrica e fornece no secundário uma alta tensão cujos valores típicos vão desde os 6000 volts aos 12 000 volts, com correntes de 10 a 30 miliampères. Pode ser obtido de segunda mão, com boa economia. É conhecido como transformador para tubos luminosos.

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Suas dimensões são algo como (25 x 15 x 10) cm e é bem pesadinho devido ao núcleo de ferro em seu interior. Apresenta externamente (na sua tampa ou nas laterais) dois isoladores de porcelana bem separados que são os terminais de alta tensão.

Outros dois terminais, mais próximos da base, são para receberem os 110 volts da rede elétrica domiciliar.

A bobina do primário do Tesla, L1, assim como todos os fios de conexão, deve ser feita com condutor para alta tensão (tipo usado nas pontas de prova nos medidores de alta tensão). Em alguns projetos, o autor usou com sucesso, para essa bobina e demais conexões, fios rígidos No. 8 e 10, dotados de capas plásticas (no laboratório particular do autor há hoje 8 bobinas de Tesla em funcionamento; a menor tem 15 cm de altura e a maior tem 120 cm).