FISICA III - BOBINA DE TESLA E JARRA DE LEYDEN - 16 06 2017

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Bobina de Tesla 
e 
Jarra de Leyden
Alana Bervian
César Rodrigo Gottlieb
Cristiano Hencke
Junior César de Col Severo
Patricia Nigolino Benetti
Bobina de Tesla
Pai da eletricidade moderna, Nikola Tesla desenvolveu no final do século XIX a Bobina de Tesla. Buscou inicialmente uma forma de gerar e transmitir energia elétrica a grandes distâncias, diminuindo as perdas causadas pelo efeito Joule associada a utilização de corrente continua nos condutores empregados na época. Consiste em um transformador que produz tensões elevadas sob altas frequências. A bobina de Tesla (BT) é essencialmente um transmissor de rádio sem antena, embora seu interesse estivesse mais relacionado à transmissão de energia elétrica do que à comunicação.
Justificativa
Com uma bobina de tesla podem ser feitas demonstrações elétricas das mais fantásticas. Descargas semelhantes a relâmpagos proporcionam um efeito espetacular. Devido ao campo eletromagnético formado pode ascender lâmpadas fluorescentes e lâmpadas de neon até dois metros do aparelho. Por causa da sua alta frequência proporciona um modo relativamente seguro para demonstrar fenômenos que envolvem alta tensão.
Objetivos
Apresentar um trabalho usando ferramentas que valorizam os conteúdos e a criação de aprendizagem significativa, com uma nova visão no ensino da Física, por meio de um experimento motivador.
 	Visamos a construção de uma das invenções mais populares de Nikola Tesla – transformador elevador de alta frequência desenvolvido em 1892, e utilizá-lo em demonstrações experimentais;
Explicar a teoria com o auxílio de um exemplo prático.
 
Protótipo
Protótipo 1
Materiais utilizados:
01 – Base de madeira 13cm x 8 cm;
01 – Cano 25 mm com 8,4 cm de comprimento;
01 – Conector/Clip de bateria 9V;
01 – Lâmpada fluorescente 220V/20W para testes;
Fita adesiva;
25 – Metros de fio esmaltado 28 AWG (0,35 mm);
01 – Transistor 2N2222;
01 – Resistor 22K (vermelho, laranja, dourado);
01 – Fio 0,5 mm com 30 cm de comprimento;
01 – Botão liga/desliga;
01 – Recorte de papel alumínio.
Ferramentas: 
Ferro de solda, estanho, alicate de corte, cola e pistola de cola quente.
Protótipo 2
Materiais utilizados:
01 – Base de madeira de 15 cm x 10 cm x 9 mm;
01 – Pedaço de cano PVC 25 mm de 16,8 cm;
01 – Transistor NPN TIP31;
01 – Dissipador de calor 2,8 cm x 3,0 cm x 1,5 cm;
01 – Parafuso com porca;
01 – Botão liga/desliga;
01 – Resistor de 100k / 1/4W ( marrom, preto, amarelo, dourado);
01 – Pedaço de placa padrão/PCI ilhada de 2,5 cm x 1,5 cm;
02 – Pedaços de fio 0,5 mm de 20 cm vermelho;
01 – Pedaço de fio 0,5 mm de 20 cm preto;
01 – Lâmpada fluorescente 220V/20W para testes;
01 – Pedaço de fio rígido de cobre de 69 cm;
01 – Fonte de 32VCC/ 950mA (foi utilizada uma fonte de impressora HP);
25 – Metros de fio 25 AWG (0,48 mm)
01 – Conector duplo; .
Ferramentas: 
Ferro de solda, estanho, alicate de corte, alicate universal, chave fenda, cola e pistola de cola quente.
Resultados Obtidos
 Toda partícula eletricamente carregada estará sujeita a uma influência do campo sobre ela. Os elétrons livres presentes no interior da lâmpada são estimulados a se movimentar de acordo com a lei de Colomb (os iguais se repelem e os opostos se atraem) quando se aproximam do campo elétrico fornecido pela bobina de tesla. Esses elétrons ao se movimentar chocam-se com a parede da lâmpada, que possui uma fina camada branca de fósforo. Quando absorve esse elétron libera um fóton de energia, luz.
Conclusão
Através do experimento, podemos concluir a proposta motivadora que foi a construção da BT, para o entendimento de eletrostática e eletrodinâmica. Facilitando a compreensão de fenômenos elétricos, mediante a visualização do projeto. 
 Jarra de Leyden
O dispositivo foi inventado independentemente, em 1745, por Von Musschenbroek, em Leiden (ou Leyden), Holanda, a partir de uma experiência de seu amigo Cunaeus, e por Von Kleist na Pomerânia. Na forma original era apenas uma garrafa com água dentro e um fio servindo de terminal interior, com a mão do experimentador servindo de terminal exterior. 
Justificativa
A “Jarra de Leyden"  é um dispositivo que armazena cargas elétricas; foi o primeiro modelo de capacitor: um componente de circuitos elétricos composto por duas placas separadas por um dielétrico que armazenam cargas opostas.
Objetivo
O objetivo é construir um modelo de Jarra de Leyden e mostrar que a mesma pode ser tanto carregada por seu pólo central como pelo seu pólo externo.
A atividade ajuda a entender alguns conceitos de eletrostática de maneira simples, além de mostrar a simetria entre os pólos da garrafa de Leyden e sua utilização.
Materiais Utilizados
Materiais Utilizados
1 Frasco plástico com tampa plástica
1 pedaço de fio de cobre ou arame maleável 
Papel alumínio
1 Bolinha de plástico
2 Pedaços de fio fino de cobre 
Fita adesiva
Cola quente
Ferramentas
Alicate
Tesoura 
Metodologia
Envolve-se o recipiente interna e externamente com camadas de papel alumínio.
Na extremidade do fio de cobre e colocada uma bolinha plástica presa com cola quente e envolvida com papel alumínio de forma que o mesmo fique em contato com o fio de cobre.
Fura-se a tampa do recipiente e coloca-se o fio de cobre através dela de modo que a bolinha plástica fique do lado de fora quando o recipiente for fechado. Fixando-se com cola quente.
Liga-se o revestimento interno de alumínio com o fio de cobre que atravessa a tampa com um fio fino e fita adesiva.
No revestimento externo é preso um outro pedaço de fio fino de cobre com comprimento suficiente para alcançar o bolinha de plástico.
Protótipo
Resultados obtidos
 	Ao atritarmos vigorosamente a placa de PVC com papel toalha ocorre o processo de eletrização por atrito. O atrito se feito de forma vigorosa, fornece energia (agitação térmica) suficiente para retirar elétrons de um corpo e passar para o outro. O corpo que perdeu elétrons fica eletrizado positivamente enquanto que o corpo que recebeu esses elétrons fica eletrizado negativamente. No caso deste experimento, não sabemos se a placa ficou eletrizada positivamente ou negativamente.
Conclusão
A Garrafa de Leyden é eletrizada por contato através da esfera; uma vez carregada, os seus eletrodos ficam com  iguais quantidades de cargas,  porem de sinais opostos. A quantidade de cargas que uma "Garrafa de Leyden" pode acumular depende das suas dimensões; se elas descarregarem no ar faíscas de 1 cmo que émuito comum,a sua voltagem é cerca  de 30.000 V. Por isso, elas são "capacitores de alta tensão", porém de baixa corrente.
Bibliografia
http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2002/981298GustavoP_DavidM_Bobina.pdf
http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v22_69.pdf
http://www.coe.ufrj.br/~acmq/tesla/BobinadeTesla.pdf
http://www.uece.br/fisica/index.php/arquivos/doc_view/138-a-versatilidade-da-bobina-de-tesla-na-pratica-docente-do-ensino-de-isica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Escala_americana_de_bitolas_de_fios
SCHAEFER, Jose Carlos. Ensaios de impulso atmosférico e de manobra. Disponível em: http://www.fisica-potierj.pro.br/Raios/Sobre_Raios_%20e_Outros/EnsaiosImpulsoAtmosferico.pdf Acesso em: 20 de maio. 2017.
DAHMEN, S. A Física na Escola Volume 09 nº: 01 Editora: Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF), Brasil, maio de 2008. 
QUEIROZ, Antônio Carlos M. A garrafa de Leyden. Disponível em: http://www.coe.ufrj.br/~acmq/leydenpt.html Acesso em: 15 de maio. 2017.