Entre suas inúmeras inovações, Nikola Tesla sonhava em criar uma maneira de fornecer energia ao mundo sem amarrar fios em todo o mundo. O inventor chegou perto de conseguir isso quando um experimento o levou à criação da bobina de Tesla.

Hoje, este sonho está sendo revivido em vários produtos eletrônicos, e entender o funcionamento da bobina te ajudará a entender o funcionamento de eletrônicos modernos.

O que é a bobina de Tesla?

O primeiro sistema que podia transmitir eletricidade sem fio, a bobina de Tesla foi uma invenção verdadeiramente revolucionária. Antenas de rádio e telegrafia usaram a invenção, mas variações da bobina também podem fazer coisas que são simplesmente legais – como disparos de raios, enviar correntes elétricas pelo corpo e criar nuvens de elétrons.

Tesla desenvolveu a bobina em 1891, antes que os transformadores convencionais de núcleo de ferro fossem usados ​​para alimentar coisas como sistemas de iluminação e circuitos telefônicos. Esses transformadores convencionais não podem suportar a alta frequência e a alta tensão que as bobinas mais frouxas da invenção de Tesla podem tolerar. O conceito por trás da bobina é realmente bastante simples e faz uso da força eletromagnética e da ressonância. Empregando fios de cobre e garrafas de vidro, um eletricista amador pode construir uma bobina de Tesla capaz de produzir um quarto de milhão de volts.

As partes de uma bobina de Tesla

Uma bobina de Tesla consiste em duas partes: uma bobina primária e uma bobina secundária, cada uma com seu próprio capacitor. Estes armazenam energia elétrica exatamente como as baterias.

As duas bobinas e capacitores são conectados por uma centelha – uma lacuna de ar entre dois eletrodos que gera a centelha de eletricidade. Uma fonte externa conectada a um transformador alimenta todo o sistema. Essencialmente, a bobina de Tesla é composta por dois circuitos elétricos abertos conectados a uma centelha.

Uma bobina de Tesla precisa de uma fonte de energia de alta tensão. Uma fonte de energia regular alimentada por um transformador pode produzir uma corrente com a energia necessária (pelo menos milhares de volts).

Nesse caso, um transformador pode converter a baixa tensão da energia principal em alta tensão.

Bobina de Tesla

Se divirta com a bobina de Tesla e suas mais diversas capacidades. (Foto: Eastern Voltage Research)

Funcionamento da bobina de Tesla

A fonte de energia está conectada à bobina principal. O capacitor da bobina primária atua como uma esponja e absorve a carga. A bobina primária em si deve ser capaz de suportar a carga massiva e os enormes picos de corrente, de modo que a bobina geralmente é feita de cobre, um bom condutor de eletricidade. Eventualmente, o capacitor acumula tanta carga que rompe a resistência do ar na brecha de centelha. Então, semelhante a espremer uma esponja encharcada, a corrente flui do capacitor pela bobina primária e cria um campo magnético.

A enorme quantidade de energia faz o campo magnético entrar em colapso rapidamente e gera uma corrente elétrica na bobina secundária. A tensão que passa pelo ar entre as duas bobinas cria faíscas no espaço da centelha. A energia desliza para frente e para trás entre as duas bobinas várias centenas de vezes por segundo e se acumula na bobina e no capacitor secundários. Eventualmente, a carga no capacitor secundário fica tão alta que se liberta em uma explosão espetacular de corrente elétrica.

A voltagem de alta frequência resultante pode iluminar lâmpadas fluorescentes a vários metros de distância, sem conexão com fio elétrico.

Em uma bobina de Tesla perfeitamente projetada, quando a bobina secundária atinge sua carga máxima, todo o processo deve recomeçar e o dispositivo deve se auto-sustentar. Na prática, no entanto, isso não acontece. O ar aquecido no espaço de faísca retira parte da eletricidade da bobina secundária e volta para o espaço, de modo que, eventualmente, a bobina de Tesla ficará sem energia. É por isso que a bobina deve ser conectada a uma fonte de alimentação externa.

O princípio por trás da bobina de Tesla é alcançar um fenômeno chamado ressonância. Isso acontece quando a bobina primária dispara a corrente na bobina secundária no momento certo para maximizar a energia transferida para a bobina secundária. Pense nisso como um momento para empurrar alguém em um balanço para fazê-lo subir o mais alto possível.

A configuração de uma bobina de Tesla com um intervalo de ignição rotativo ajustável oferece ao operador mais controle sobre a tensão da corrente que produz. É assim que as bobinas podem criar displays de raios malucos e podem até ser configuradas para reproduzir músicas programadas para rajadas de corrente.

Embora a bobina de Tesla não tenha mais muita aplicação prática, a invenção de Tesla revolucionou completamente a maneira como a eletricidade era entendida e usada. Rádios e televisões ainda usam variações da bobina de Tesla atualmente. E muitos eletrônicos que tem carregamento sem fio tem hoje versões da bobina criada por Tesla.

Que tal fazer sua própria bonina como um experimento de ciências? Quais funcionalidades vocês enxergam para uma bobina de Tesla?