Mini Bobina de Tesla

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MINI BOBINA DE TESLA
Bruna Pontes Cechinel
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR – Medianeira – Brasil bpcechinel@gmail.com.
Objetivo
O objetivo deste trabalho é mostrar como confeccionar e como funciona uma bobina de Tesla pequena, com o fim de analisar como é feito a transmissão de energia eletromagnética através de uma lâmpada fluorescente que é acesa com o campo magnético gerado pela bobina.
1. Referencial teórico
A bobina de Tesla é um transformador elevador de tensão e frequência, que, através de seu campo magnético, transmite ondas eletromagnéticas com potência capaz de acender lâmpadas, sem a necessidade de fios. O campo magnético, por sua vez, pode ser gerado pelo movimento de uma partícula, ou seja, o campo exerce uma força (F) sobre uma partícula (q) que se move com uma velocidade (v), logo, segundo fulano, o campo magnético pode ser definido como
	
	(1)
Da equação (2) pode-se também descrever a força magnética e a equação (3) seu módulo,
	
	(2)
	
	(3)
onde θ é o ângulo entre a velocidade da partícula e o campo magnético gerado.
O campo magnético também pode ser quantizado através do movimento de corrente elétrica. Há a equação de Biot-Savart (4) que define o campo com uma corrente constante ao longo do tempo e a equação de Ampère (5) que descreve o campo magnético a partir de uma distribuição de densidade de corrente independente do tempo.
	
	(4)
	
	(5)
2. Confecção
Os materiais necessários para a confecção da mini bobina são:
Um pedaço de cano;
Fio de cobre esmaltado nº30;
20cm de fio de cobre esmaltado de 1,2mm de espessura;
Um transistor modelo 2N2222A ou BC337 ou BC548;
Um resistor de 22kΩ (vermelho, vermelho, laranja e dourado) ou 27kΩ (vermelho, violeta, laranja e dourado);
Conector e bateria de 9V;
Lâmpada fluorescente;
Interruptor (opcional);
Protoboard/placa para circuito OU caixa de MDF/placa de madeira/caixa de papelão para base do circuito da bobina.
Primeiramente, foram feitos dois furos nas extremidades do cano, em seguida foi enrolado o fio de cobre mais fino de forma que o fio esteja bem unido e não se sobreponha em momento algum (para que o fio não saia do lugar pode-se usar supercola ou fita adesiva). Lembrando que se deve passar as pontas do fio por dentro de cada buraco que foi feito antes, deixando 10cm a mais de fio em cada extremidade. E por último foi colado o cano na base de madeira para suporte. Essa será a bobina secundária.
Agora a bobina primária. Com o fio mais grosso foi dado três voltas na bobina secundária, deixando 4cm sobrando nas pontas deste fio e presa a bobina primária por cima da parte inferior da bobina secundária. Em ambas as bobinas é importante que seja retirado o verniz das pontas dos fios que foram deixados, para fazer isso basta queimar e depois raspar o verniz, isso é importante para que haja contato das bobinas com o restante do circuito.
O próximo passo foi montar o circuito da bobina, como é mostrado a seguir.
Figura 3 - Circuito mini bobina de Tesla
Fonte: Manual do Mundo
Antes de tudo, foi feita uma extensão para o conector da bateria e, em seguida, foi pego o fio preto (lado negativo) da extensão e ligado em um dos lados do interruptor. Para saber como será feita a ligação do transistor 2N2222A é muito simples, olha-se para a parte reta da peça com as pontas para baixo, assim, seguindo a Figura 3, sabemos que a ponta esquerda do transistor ligada com o fio preto será conectado o interruptor, a ponta do meio com o fio laranja será conectado o resistor e a ponta da direita com o fio marrom será conectada à bobina primária. Agora, se o transistor utilizado for o modelo BC337/BC548 deve-se olhar para a parte oval da peça com as pontas para baixo e fazer a exata ligação descrita anteriormente.
Quando soldado o fio laranja em umas das extremidades do resistor, juntamente foi soldado mais um fio em paralelo com o transistor e o resistor. Na ponta que sobra do resistor foi ligado dois fios, uma delas foi conectada a saída positiva (vermelha) da bateria.
Até em então tem-se três pontas sobrando: um fio conectado ao lado direito do transistor; um fio entre a ponta do meio do transistor e o resistor; e um fio na outra extremidade do resistor. O fio que está entre o transistor e o resistor será ligado ao fio na bobina secundária, os outros dois fios que sobraram não possuem uma ordem correta quando ligados na bobina primária, então é necessário fazer um teste para saber qual extremidade da bobina primária receberá determinado fio para que o projeto funcione.
Depois que feito o teste e ligado as pontas corretas na bobina primária, é só ligar o interruptor e aproximar a lâmpada fluorescente da bobina secundária para acendê-la.
3. Funcionamento
A mini bobina de Tesla possui um circuito que, primeiramente, é composto por uma bateria responsável por alimentar o circuito e gerar uma corrente elétrica, onde passará por uma resistência, controlando a quantidade de corrente que transitará pelo circuito. Em seguida, um transistor funcionará como um “interruptor”, que liga e desliga a corrente várias vezes por segundo, gerando uma variação da mesma, fazendo uma energia elétrica oscilante passar pela bobina primária. Com a energia variante tem-se também uma corrente e tensão alternada. 
A corrente elétrica desse circuito será bem pequena, porém a tensão será maior, ambos passam da bobina primária para a bobina secundária, no qual possui um número de voltas N muito maior que do a primária, logo, a tensão que chegará na segunda bobina será mais elevada e proporcional ao número N de voltas da mesma.
Para mostrar a atividade do campo entorno da bobina é usada uma lâmpada, necessariamente, fluorescente. A lâmpada fluorescente possui elétrons livres dentro de si que, quando movimentadas pela força gerada pelo campo magnético da bobina, se chocarão contra a parede da lâmpada, que é revestida por uma camada de fósforo. Quando o fósforo absorve esse elétron, ele libera um fóton de energia, que é responsável pela luz.
Referencial bibliográfico
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