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Emissor/Disparador de íons
(Projeto e experimentos com gerador de muito alta tensão)

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

Introdução
Esse projeto evidencia o fenômeno de partículas carregadas e certas propriedades, tais como, eletrizar os objetos que se encontrar à distâncias , pessoas, eletroscópios etc. Na parte final desse trabalho há 11 experimentos para serem realizados em sala de aula. 
Para constatar esse efeito é necessário produzir altos potenciais elétricos (em relação à Terra) e, por conseguinte, todo cuidado e prevenções contra choques devem ser tomados. Recomenda-se a presença de professor e/ou adulto habilitado em tais equipamentos. 
Para a montagem recomendamos, também, a consulta a um técnico em eletrônica pois, apesar de tratar-se de um circuito bastante simples, há pequenos detalhes de montagem que pode tornarem-se embaraçosos para o iniciante; o que é coisa do dia-a-dia para o técnico pode parecer muito complicado para o aluno (marcas de diodos, polaridades de capacitores, código de resistores, montagem de transistor com pasta térmica, nomenclatura dos transistores etc.). 
Embora o equipamento possa também ser operado com bateria, ainda assim deve ser tratado com precaução. Tenha discrição ao usa-lo pois, operadores isolados do solo mediante sapatos com sola de borracha, podem acumular carga elétrica suficiente para receber um bom choque quando tocar um objeto aterrado. O efeito pode causar irritação e mesmo certas injúrias em uma pessoa de fracas condições físicas. Tais efeitos dependem de muitos parâmetros, entre os quais incluímos umidade, formato e tipos de objetos, proximidade etc.

Projetos
Iniciemos a fase de montagem apresentando o esquema geral do projeto "Emissor de íons", com fonte de alimentação através da rede domiciliar. A seguir, o mesmo esquema adaptado para o uso de pilhas em série ou baterias; a essa adaptação chamaremos de "disparador de íons".

Esquema geral do Emissor de Íons

Esquema geral do Disparador de Íons

Material para o Emissor/Disparador de Íons

Componente Quantidade Descrição
R1
R2,6
R3,5,5
R4/S1
R7
C1
C2,3
C4
D1,2,3,4,5,6
Z1
Q1
Q2,3,4
T1
T2
Tubo PVC
C5-10
CR1-6
1
8
3
1
1
1
2
1
6
3
1
3
1
1
1
6
6
0,3 ohm, 3 watt
220 ohms, 1 watt, em paralelo para obter 55 ohms
1 k, 1/4 watt
5 k, potenciômetro com chave liga/desliga
220R a 1k (ver texto)(
#)
4700 - 6800
mF/25V - eletrolítico
100
mF/25V - eletrolítico
1000
mF/25V - eletrolítico
1N4002, 1A/100 V - diodos
1N4002, 1A/100V diodo ou zener de 4,7V
Transistor NPN, Si, uso geral, tipo BC
Transistores, NPN, 2N3055, potência TO3
Transformador de 110V ou 220V/12V, 3A
Flyback, TV BP ou de monitor
8" x 3,5", tubo 40 para esgoto
0,001
mF/15kV - cerâmico
20 kV - diodos para alta tensão, de TV

Além dos componentes básicos indicados nessa lista, acrescentamos: caixa metálica para acomodar os componentes, cordão de força, fio de cobre esmaltado #18, fio de cobre esmaltado #22, acessórios para instalar na placa os transistores de potência, parafusos e porcas, botão para o potenciômetro, maçaneta metálica, tampão para fechar o tubo de PVC, solda etc.

Para o Disparador de íons, usaremos apenas parte do material apresentado acima, ou seja, dessa lista devem ser dispensados todos os componentes que integram a fonte de alimentação, filtragem e regulador de tensão, assim, dispensar T1, D1,2,3,4 (D5 e D6 permanecem), R1, R2,3,5 e R4, Q1, Q2, C1, C3 e Z1. Tal fonte de alimentação deverá ser substituída por 4 a 8 pilhas AA e os correspondentes porta pilhas; acrescentar, ainda, o interruptor S2.

(#)Comentário sobre o resistor R7. Este resistor controla a tensão de base dos transistores e seu valor vai depender do enrolamento auxiliar feito no flyback. O valor dele deve estar entre 220 ohms e 1000 ohms (220R a 1k). O correto é testar com resistores entre esses valores e verificar qual dá o menor consumo sem aquecer os transistores.

Algumas sugestões para montagens do Emissor de íons

a) Enrolamentos dos primários de T2

b) Componentes na placa principal

c) Placa dos multiplicadores de tensão

d) Conexões dos transistores de potência

e) Visão geral (tipo 'raio-X') da montagem do Emissor de Íons

f) Aspecto final do Emissor de Íons

Algumas sugestões para montagens do Disparador de íons

a) configuração básica

b) vista tipo 'raios-X' do disparador

c) visão 'explodida'

Experimentos com o Emissor de íons

1) Efeito Corona - Fogo de San' Telmo

2) Flashes na lâmpada fluorescente

3) Carregando com íons

4) Motor iônico

5) Descarga em faísca - Teste de isolantes

6) Descarga entre duas unidades emissoras - Gerador de relâmpagos
Construa duas unidades emissoras, como se ilustra abaixo, porém inverta todos os diodos dos estágios multiplicadores de tensão de um deles, para produzir uma saída negativa (direita, na ilustração). As esferas, como sempre, podem ser substituídas por algum utensílio de cozinha 'arredondado' (10 cm de diâmetro), com eventual perda de performance do sistema. As unidades podem operar alimentadas via rede domiciliar (emissor) ou mediante uso de pilhas alcalinas, em série.

Experimentos com o Disparador de íons

7) Carga remota - 

8) Descarga sob faíscas -
demonstrando a diferença das faíscas por pontas e por superfícies esféricas.

9) Carga remota entre esferas -
demonstrando a transmissão de energia via íons ejetados. Trata-se de condutores 'arredondados' colocados sobre suportes isolantes (jarros de vidro); um dos condutores é aterrado. O condutor isolado e carregado pelos íons ejetados do disparador descarrega-se sob a forma de faíscas sobre o condutor aterrado.

10) Carregando uma pessoa

11) Simples detetor de íons

 

 

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