Relatório do Projeto da Bobina de Tesla Musical

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Bobina de Tesla Musical 
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Bárbara Rodrigues Meneguini dos Santos, 
1
Maria Eduarda Soares Viana, 
1
Matheus Vitor Fernandes Pimenta. 
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Turma 34B – curso ABI Engenharias. 
24 de junho de 2019. 
Este projeto consiste em construir uma bobina de tesla que toca músicas utilizando arduino e flyback. 
O arduino é uma placa que auxilia projetos de eletrônica e programação e o flyback é um 
transformador de saída horizontal. O princípio de funcionamento da bobina de tesla se baseia num 
transformador que fornece alta tensão no seu enrolamento secundário. Com a elevada tensão no 
circuito secundário, rompe-se a rigidez dielétrica do ar provocando uma descarga elétrica. O arduino 
fornecerá um sinal elétrico pulsante de acordo com a frequência elétrica da música. 
1. Introdução 
 
Nikola Tesla é um físico croata que 
desenvolveu a bobina de tesla por volta de 
1890, ela tem a capacidade de gerar alta tensão 
de baixa corrente em alta frequência de 
corrente alternada. Tesla desenvolveu então, 
tal dispositivo que é capaz de elevar uma 
tensão a partir de uma associação entre 
transformadores, capacitores e bobinas. Tesla 
utilizava estas bobinas para fazer 
experimentos em equipamentos de iluminação, 
fosforescência, geração de raios X, 
eletroterapia e a transmissão de energia 
elétrica sem fio. Inicialmente, foi utilizada 
comercialmente em transmissores de rádio 
para telegrafia sem fio, equipamentos médicos 
como eletroterapia e raios violeta. [1] Hoje em 
dia, tal dispositivo é empregado em sua 
maioria para demonstrações. 
A partir disso, este projeto consta da 
construção de uma bobina de tesla que toca 
músicas a partir dos princípios de 
funcionamento de um flyback de televisão e 
de um arduino. Tal que a partir do circuito 
montado, o arduino irá fornecer estímulos 
pulsantes proporcionais a música, que passará 
pelo transistor e fará com que o arco voltaico 
seja acionado ou não de acordo com a 
frequência da música, reproduzindo assim o 
som. 
2. Métodos 
 
2.1. Modelo Teórico 
 
 Indutores ou bobinas são aparelhos que 
geram um campo magnético intenso e 
uniforme em seu interior. 
 
Figura 1: Indutor [2] 
Um transformador é um aparelho 
utilizado para aumentar ou diminuir a tensão 
de um circuito, sem que haja perda de uma 
quantidade significativa de energia. 
 
 
 
Figura 2: Representação básica de um 
transformador. [3] 
 
 Na Figura 2, é aplicada na bobina 
primária uma tensão que gera um campo 
magnético no interior da bobina. Esse campo 
magnético promove um fluxo magnético no 
núcleo do transformador que pode ser 
composto de um material metálico. O fluxo é 
dado pela expressão: 
 ∫ ⃗ ̂ 
 
 
 (1) 
onde é o número de espiras que a bobina 
primária tem, ⃗ é o campo magnético gerado, 
 ̂ é o vetor normal a superfície formada 
por cada espira. 
 Esse fluxo por sua vez quando atinge a 
bobina secundária gera uma força eletromotriz 
induzida, que é descrita pela Lei de Faraday: 
 
 
 
 (2) 
onde é o número de espiras que tem a 
bobina secundária e é a variação 
infinitesimal de tempo. 
 Diante dessa lei pode se dizer que se a 
bobina secundária tiver mais espiras que a 
bobina primária, a tensão induzida será maior 
que a aplicada. 
 Porém, não é possível gerar uma tensão 
induzida na bobina secundária somente com 
uma corrente contínua, pois nesse tipo de 
corrente não há oscilações quando permanece 
ligado ou desligado. Contudo, é possível gerar 
oscilações semelhantes a da corrente alternada, 
no qual o circuito oscila rapidamente entre 
ligado e desligado sem parar. 
 Para fazer isso é necessário que o 
circuito seja montado como um Oscilador 
Hartley. 
 
Figura 3: Funcionamento básico de um 
oscilador [4] 
 Na Figura 3, pode-se notar que o 
amplificador é composto pela bobina primária 
que envia uma corrente para a bobina 
secundária que é representada pela saída, e ao 
mesmo tempo envia parte dessa corrente para 
a bobina de realimentação que tem a função de 
gerar a oscilação enviando a informação para 
o amplificador novamente. 
 E esse ciclo faz com tenham oscilações 
que geram a força eletromotriz induzida na 
bobina secundária. 
 Para que o oscilador funcione são 
utilizados transistores que são chaves que 
recebem informações elétricas que mudam seu 
estado de aberto, fechado ou proporcional a 
informação. [5] 
 
Figura 4: Transistor [5] 
 A informação é recebida pela base, 
onde o resistor responde a essa informação 
abrindo e fechando a corrente fornecida pelo 
coletor que passa para o emissor. 
2.2. Métodos Experimentais 
 
Os instrumentos utilizados no 
experimento foram: um Flyback (modelo 
AT2079/B9), dois transistores (um no modelo 
2N3055 e o outro BC548B), um resistor de 
1kΩ/1/4W (marrom, preto, vermelho, 
dourado), dois resistores de 15Ω/1/4W 
(marrom, verde, preto, dourado), um resistor 
de 220Ω (vermelho, vermelho, marrom, 
dourado), um arduino, cabo para o arduíno, 
dois pedaços de fio de espessura 1,5mm
2 
(cor 
preta e vermelha), dois pedaços de fio de 
espessura 0,5mm
2 
(cor preta e vermelha), dois 
jumpers para protoboard macho macho com 
aproximadamente 15cm, dois parafusos 
soberbos, dois pedaços de arame de 25cm 
cada, uma base de MDF, uma pistola de cola 
quente e uma fonte de corrente contínua 
12VDC/3A. 
Inicialmente, o flyback foi colado 
sobre a base de MDF com o auxílio da pistola 
de cola quente. Os fios vermelho e preto de 
maior espessura foram enrolados no núcleo de 
ferrite do flyback, sendo uma de suas pontas 
soldados no transistor 2N3055 (o fio preto foi 
soldado na base e o fio vermelho no coletor). 
Este serviu como comutador (como uma 
chave) para abrir e fechar o circuito, 
mandando energia ou não para a bobina 
primária fazendo o circuito oscilar e gerar alta 
tensão. Depois o fio preto de menor espessura 
foi soldado no emissor deste mesmo transistor 
e o vermelho na saída inferior da bobina. 
Os dois resistores de 15Ω e o resistor 
de 220Ω foram soldados de forma que 
ficassem em série. A ponta do resistor de 15Ω 
foi soldada juntamente com o fio preto 
(negativo) que estava no emissor do transistor, 
e a outra ponta foi soldada com os fios 
vermelhos. Entre os resistores de 15Ω e 220Ω 
foi soldado o fio preto que estava enrolado no 
flyback. 
Para que o arduino (responsável por 
reproduzir as músicas) fosse conectado ao 
circuito, foi utilizado o transmissor BC548B, 
de modo que fosse soldado em sua base o 
resistor de 1kΩ e um jumper, seu emissor 
soldado no emissor do transistor de 2N3055 
juntamente com o outro jumper e seu coletor 
na base. 
O jumper que sai do emissor foi 
conectado no GND e o outro jumper 
conectado no pino 8 do arduino. Este que foi 
plugado ao cabo USB para seu funcionamento. 
Os parafusos foram utilizados para 
fixar os arames na base de MDF, sendo que a 
ponta do fio vermelho de maior espessura, 
enrolado no flyback, fosse soldada em um dos 
pés do arame, e no outro pé, fosse soldado 
outro fio conectado no terceiro pino do 
flyback. 
Por fim, a fonte de corrente contínua, 
foi ligada nos fios negativos e positivos do 
circuito. 
 
Figura 5: Circuito do projeto. 
3. Discussões 
 
 Os componentes do circuito tiveram os 
valores de seus parâmetros auferidos e 
organizados na Tabela 1. 
 
Componente Grandeza Valor 
Resistor 1kΩ Resistência 
0,990kΩ ± 
0,001 kΩ 
Resistores 15Ω Resistência 15,8Ω±0,1Ω 
Resistor 220Ω Resistência 210Ω±1Ω 
Fonte de 12V Tensão 12,27V±0,01V 
Tabela 1: Valoresreais dos componentes 
elétricos. 
A Figura 6 mostra como ficou montado 
o circuito com o Arduino 
 
Figura 6: Circuito elétrico [6] 
 No circuito a bobina L1 está atuando 
como uma bobina primária e a bobina L2 
como uma bobina de realimentação que manda 
a informação para base do transistor 2N3055 
que coleta a corrente que passa pela bobina 
primária. 
 O transistor BC548B coleta uma 
corrente que passa pelo resistor de 220Ω e 
pela bobina L2. Ele recebe informações do 
Arduino que passam pelo resistor de 1kΩ e 
chegam na base. Proporcionalmente a essa 
informação elétrica ele abre a chave liberando 
a corrente que passa do coletor para o emissor 
que por sua vez está conectado a fonte de 
tensão. 
 Essa informação vai gerar uma 
oscilação que será refletida na fonte de tensão 
que vai ligar e desligar rapidamente dando 
estímulos a bobina L1 que vai induzir uma 
tensão na bobina secundária dentro do flyback 
(transformador) que possui mais espiras, logo 
a tensão induzida nessa bobina é maior que a 
fornecida pela fonte. 
 
 
Figura 7: (a) Interior de um flyback [7]. (b) 
Contagem de pinos do flyback [8]. 
Na Figura 7-(a) há duas linhas verticais 
que representam o núcleo de ferrite do 
flyback. Na direita do núcleo de ferrite está 
uma parte da bobina secundária que leva uma 
corrente que sai em fio para fora do flyback. 
Na esquerda, há uma outra parte da bobina 
secundária no qual a corrente passa e sai na 
ponta 8 que está indicada também pelo pino de 
saída 8 da Figura 7-(b). 
 Quando a ponta do fio da saída 8 é 
aproximada da ponta do outro fio que sai do 
(b) (a) 
flyback sem encostar, ocorre a ruptura 
dielétrica do ar a uma distância 7 mm devido a 
alta tensão. A ruptura dielétrica se deve pela 
ionização do ar ao redor do fio provocado por 
um campo elétrico de grande intensidade. 
 Como o Arduino produz os pulsos 
proporcional a música programada nele, o 
transistor conectado a ele vai ligar e desligar a 
corrente que passa pelo circuito na mesma 
frequência da música. E o que torna audível a 
música reproduzida é a vibração do ar que 
também está na mesma frequência da música. 
4. Conclusão 
 
De acordo com o que foi apresentado 
anteriormente, tem-se que o projeto do 
protótipo da bobina de tesla musical foi 
realizado com sucesso, dado o seu 
funcionamento de acordo com o que era 
esperado. Assim, cabe destacar que como o 
protótipo será utilizado por um pequeno 
período de tempo, não foi necessário utilizar 
um dissipador de calor para que o transistor 
2N3055 não queimasse. 
Portanto, é possível ouvir o som gerado 
pela bobina, pois os impulsos pulsantes fazem 
com que o arco voltaico oscile de acordo com 
a frequência da música, e a partir disso, a 
rigidez dielétrica do ar seja rompida 
movimentando os átomos do ar 
proporcionalmente a esta mesma frequência. 
Assim, o circuito montado como um oscilador 
Hartley é capaz de reproduzir as músicas 
contidas na programação do arduino. 
 
Referências 
[1] NOVA ELETRÔNICA. A Bobina de 
Tesla. Disponível em: 
<http://blog.novaeletronica.com.br/bobina-de-
tesla/ >. Acesso em: 23 jun. 2019 
[2] PORTAL ELETRICISTA. Indutor: 
Armazenador de Energia utilizado em 
motores. Disponível em: 
<http://www.portaleletricista.com.br/indutor-
armazenador-de-energia/>. Acesso em: 22 jun. 
2019 
[3] MUNDO EDUCAÇÃO UOL. O 
Transformador de Tensão. Disponível em: 
<https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/
o-transformador-tensao-1.htm>. Acesso em: 
22 jun. 2019 
[4] INSTITUTO NCB. Como funcionam os 
osciladores (ART379). Disponível em: 
<https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/c
com-funciona/2514-art379?showall=1&limit 
start=>. Acesso em: 22 jun. 2019 
[5] BAU DA ELETRÔNICA. Entenda como os 
Transistores Funcionam. Disponível em: 
<http://blog.baudaeletronica.com.br/entenda-
como-funcionam-os-transistores/?amp>. Acesso 
em: 22 jun. 2019 
[6] Desenho feito utilizando o site Lucidchart. 
Disponível em: <https://www.lucidchart.com> 
Acesso em 22 jun. 2019 
[7] ELETRONICA PT. Testar Transformador 
de linhas (Flyback). Disponível em: 
<https://www.electronica-pt.com/tv-
eletronica/testar-flyback>. Acesso em: 22 jun. 
2019 
[8] ELETRONICA 90. O Transformador Fly-
Back. Disponível em: <http://eletronica90. 
blogspot.com/2014/08/o-transformador-fly-
back.html>. Acesso em: 22 jun. 2019