Criando uma bobina de indução Ruhmkorff

bobina de indução Ruhmkorff construída em casa

Depois de alguns anos sem escrever, voltei com um estudo delicioso que fiz nos últimos 9 meses.

Neste post, ensinarei como criar dois dos principais componentes de eletrônica: o indutor e o transformador. Mais precisamente uma bobina de Ruhmkorff, sua função é converter 7v em 25mil volts, gerando grandes faíscas!

O que vamos fazer aqui?

Vou ensinar como fazer uma bobina de indução de Ruhmkorff (em inglês Induction coil ou spark coil). Minha ideia é torná-la didática e facilmente replicável, por isso vou documentar passo a passo bem como fornecer todos os fontes que criei no blender para impressão das peças em 3d.

Sobre a bobina, nada melhor que um video onde você pode entender melhor o que ela faz:

O que é e para que serve a bobina de Ruhmkorff?

Sua função é gerar altas tensões à partir de uma fonte de corrente contínua pequena, como a de 7v que será usada aqui.

Além das aplicações científicas que cito abaixo, a geração de faíscas é mais comum do que imaginamos. Atualmente temos duas aplicações ainda em uso para a bobina de ruhmkorff: ela está presente em seu fogão da cozinha (para iniciar o fogo na boca) e no motor do seu carro para a ignição de cada ciclo do pistão.

Antigamente era usada em TVs antigas para gerar a tensão necessária no CRT, veja mais aqui.

Por que reproduzir a bobina de Ruhmkorff ?

Isso tudo vem de uma necessidade a qual nasci com: entender como as coisas funcionam. Desde criança olhava em baixo da máquina de lavar pra entender o que fazia ela girar para um lado e depois para o outro :)

Não consigo aprender de outra forma senão reproduzindo amostragens de conhecimento e vendo com meus próprios olhos aquilo funcionar. Por isso, aqui vamos nós!

Estou em busca das seguintes respostas:

  • Como uma onda eletromagnética é criada?
  • Como ela pode atravessar objetos?
  • Quais são os componentes mínimos para criar um dispositivo que se comunique sem fio com outro?

Para responder estas questões, vou reproduzir o experimento de Hertz o qual vai gerar ondas eletromagnéticas, como visto neste video.  E também para meu segundo experimento, o emissor de faíscas (spark gap transmitter) visto neste video.

A bobina de Ruhmkorff é um componente base usado nestes experimentos e em muitos outros que farei futuramente.

Eu sempre estudei procurando entender “qual o conjunto mínimo de componentes (ou de código fonte no caso de programação) para determinado sistema funcionar?”. Aqui será igual, vou reproduzir os experimentos com o mínimo de componentes, e todos serão feitos em casa!

Requisitos da minha bobina

O objetivo de eu fazer estes posts aqui no blog é que ensinando que se aprende de verdade. Nada como ter que preparar uma aula de algum conteúdo que você não domina (professores entenderão hehe).

Sendo assim, além de funcionar, quero que minha bobina seja didática e explico: existem muitas imagens de bobinas de Ruhmkorff na internet, porém todas praticamente são seladas ou encapsuladas de tal forma a não deixar claro em detalhes como é construída, e para mim esta é a parte mais importante!

Por isso, desde que idealizei construir esta bobina (07/03/2019), estava claro para mim que ela deve:

  • Ser o mais simples e didática possível (pois pretendo dar aulas de física com ela no futuro);
  • Ser construída com o máximo de transparência possível para que seja bem visível do que é composto seu interior;
  • Possuir o máximo de documentação, especialmente nos detalhes técnicos que é onde o bicho pega, há poucos materiais na internet detalhando cada etapa da construção, e não encontrei nenhum que mostra do início ao fim, todos os detalhes como o que vou fazer aqui;
  • O produto final deve ficar bonito, quero ter orgulho de deixá-la exposta em minha casa (adoro fazer trambolhos como diz minha esposa hehe, vou tentar me esforçar aqui para ficar um trambolho bonito);
  • Deve usar materiais fáceis de se encontrar, para facilitar reproduções futuras;
  • Me divertir. Sim, todo o processo de construção deve ser prazeroso e realizado com muita calma para curtir cada etapa :)

Um pouco da história da criação da bobina de Ruhmkorff

Na escola eu odiava história, porque precisava decorar as coisas e nunca tive uma memória muito boa. Agora acho fascinante a história, pois entendo que seu objetivo é entender o passado para viver melhor o presente e pensar ações futuras que não cometam os mesmos erros do passado.

Desde que comecei a estudar eletrônica a fundo, estou encantado com tudo que esses cientistas do passado fizeram! Dá uma olhada na linha de produção científica que tornou possível esse aparato:

Em 1800, Alessandro Volta inventou a bateria eletroquímica. 

Em 1820, Hans Christina Oersted descobriu que correntes elétricas podem gerar um campo magnético.

Em 1831, Michael Faraday descobriu a indução eletromagnética.

Em 1832, William Sturgeon inventou o motor de corrente contínua (após uma sequência de trabalhos anteriores).

Em 1836, Nicholas Callan inventou a primeira bobina de indução. Ele foi influenciado por William Sturgeon e Michael Faraday.

Em 1851, Heinrich Daniel Ruhmkorff patenteia a bobina criada pelo Nicholas inserindo suas melhorias usando por exemplo fios de cobre alcançando faíscas de 5 cm e depois criando isolamento de vidro permitindo criar faíscas com mais de 30 cm.

Como podemos ver, todos as invenções da história foram inspiradas em trabalhos anteriores, um conjunto ininterrupto de aprimoramentos que nos trouxeram até aqui, o que permite termos hoje celulares e computadores incríveis!

A estrutura e o funcionamento da bobina

Há várias maneiras de se fazer esta bobina, mas em resumo ela tem 3 componentes chave:

  • O enrolamento primário (onde aplicamos a energia da bateria);
  • O enrolamento secundário (que à partir do campo magnético do primário gera os 25 mil volts);
  • O vibrador – circuit breaker (para oscilar o sinal de entrada da bateria que é de corrente contínua convertendo-o em corrente alternada);
Principais partes da bobina de Ruhmkorff

A bobina nada mais é que um transformador, onde seu primário recebe 7v e o secundário gera 25mil volts. Como todo transformador, ela precisa de corrente alternada para funcionar, esse é o papel do circuito vibrador: converter energia da bateria (corrente contínua) em corrente alternada.

O que é um transformador?

Como o nome sugere, ele é um componente que transforma uma energia em outra, aqui nosso transformador vai transformar 7v em 25mil. Como nada se cria e nada se perde, tudo se transforma, os 7v com cerca de 4A serão convertidos em 20 mil com cerca de 1mA.

Um transformador nada mais é que dois indutores colocados próximos ao ponto do fluxo magnético de um, interferir no outro.

O que é o primário?

O primário de um transformador é a bobina que recebe a fonte de energia externa, no nosso caso, a bobina interior com 130 voltas de fio a qual aplicamos os 7v. Ele é o núcleo da bobina e responsável por gerar o campo magnético para induzir uma corrente no secundário da bobina.

O que é o secundário?

O secundário de um transformador é a bobina que a carga é conectada, ou seja, a saída do transformador. Em nosso caso a bobina com 47 mil voltas de fio a qual gera 20 mil volts.

O que é um indutor?

É um componente eletrônico que armazena energia em forma de magnetismo, ou seja, basta enrolar fios (geralmente em um núcleo de ferro) e você tem um indutor!

“Esse campo magnético tem propriedades importantes, e uma delas é a de se opor a qualquer variação da corrente que percorre o condutor que o cria, quer seja no momento em que o campo é estabelecido, quer seja depois. Se a corrente tender a variar, o campo magnético “reage” e induz no próprio fio uma corrente que contraria a variação.” Veja mais informações sobre o indutor aqui.

Colocando dois indutores próximos um do outro, o segundo indutor (secundário) gerará energia à partir do campo magnético gerado pelo primeiro (primário). Essa energia precisa sempre ser de corrente alternada.

Detalhes da construção – como fazer a bobina de Ruhmkorff ?

Deu bastante trabalho entender como uma bobina de ruhmkorff é feita, por este motivo, vou trazer o máximo de detalhes técnicos da construção da minha bobina. Segue abaixo passo a passo os principais detalhes da construção.

Inspiração para construção da bobina de Ruhmkorff

O melhor material em video que encontrei na internet mostrando passo a passo da construção da bobina foi este:

Como o manual de construção já traz, não existe um cálculo exato para você ter X tamanho de faísca. Há aproximações que no geral funcionam bem. O objetivo da minha bobina é gerar faíscas de pelo menos 2 CM, ou seja, quase 1 polegada. Segundo o manual que vi, para isso a bobina precisa dos seguintes parâmetros:

  • Diâmetro do núcleo da bobina (2 CM);
  • Comprimento da bobina (18 CM)
  • Comprimento adicional da bobina interna (para faíscas do secundário não pegarem no primário): 2CM por lado.
  • Grossura do fio primário (deve aguentar 7A em 12V) 1mm – 18AWG
  • Grossura do fio secundário 0,12mm – 36AWG;
  • Estrutura que deixe tudo o mais transparente possível (para facilitar explicações);
  • Ler o manual (http://www.gutenberg.org/files/54221/54221-h/54221-h.htm) e entender melhor quantas voltas e qual fio usarei no primário e secundário para gerar 1″ de faísca

O núcleo da bobina – primário

Quanto mais rápido puder ser a ativação e desativação deste campo, melhor o resultado final. Para isso, este núcleo segue algumas regras:

Comprimento: O manual recomenda que para uma faísca de 1 polegada, o núcleo da bobina deve ter 18cm (7″) de comprimento

Diâmetro: O manual recomenda que para uma faísca de 1 polegada, o núcleo tenha aproximadamente 2cm de diâmetro. Consegui isso usando 7 barras de 1/4 de polegada (6,35mm) de ferro doce. O manual traz exemplos de outros tamanhos possíveis, dependendo da sua necessidade.

Fio usado no primário da bobina: A bobina primária possui 130 voltas do fio 18AWG.

Primário da bobina de Ruhmkorff

A separação entre o primário e secundário da bobina

É importante fazer uma separação boa entre o primário e secundário a fim de evitar que faíscas circulem entre eles e torne a saída do secundário fraca. Apesar do manual sugerir que o núcleo seja de vidro ou borracha, vou usar PVC, um plástico com isolamento muito forte.

A recomendação é que este tubo de isolamento do primário e o secundário avance lateralmente ao menos 1 décimo do tamanho total da bobina, no meu caso 1,8 cm, eu arredondei para 2.

A separação do eixo central por exemplo, precisa ter um décimo de largura da bobina a mais do que o secundário para evitar que faíscas do secundário tentem ir para o primário.

PVC utilizado na separação entre primário e secundário na bobina de Ruhmkorff
PVC utilizado na separação entre primário e secundário na bobina de Ruhmkorff

O secundário da bobina

O secundário é a segunda bobina para a qual é transferida a indução magnética gerada pelo primário. Ele precisa ter milhares de voltas de fio para gerar o resultado visto no video de apresentação da bobina.

Usei 800 gramas de fio 36 AWG, totalizando  47 mil voltas de fio, separadas em 6 setores para evitar curto circuito entre eles. Com isso ela gerou faíscas de 2.5 cm sendo alimentada com apenas 7v.

Veja aqui um video mostrando o enrolamento da bobina acontecendo:

A importância da separação em setores na bobina para evitar que ela entre em curto

Para evitar que a bobina entre em curto, encontrei basicamente duas alternativas:

  • Imergir o enrolamento do secundário dela em uma resina a cada algumas mil voltas para que não fique ar entre os fios (que se transforma em condutor em altas tensões).
  • Separar fisicamente em setores o secundário, onde desta forma, cada etapa em relação à anterior e posterior não gera uma diferença de potencial muito grande ao ponto de faíscas não pularem de uma bobina para a outra.

Usei a segunda estratégia, e minha bobina foi dividia em 5 setores, pois a recomendação do manual é que bobinas de 1″ de faísca sejam dividias em 2 setores ou mais, então resolvi investir bastante nisso.

Na prática, porém, mesmo separando em setores eu tive problemas com vazamento de faísca de um setor para o outro, fenômeno conhecido como descarga corona. Veja um video noturno da bobina, onde percebe-se de forma mais fácil o vazamento corona: 

Como resolver o problema da descarga corona? – O uso da resina epóxi 

Em muitos exemplos na internet, vemos o uso de resina epóxi sendo usada no secundário das bobinas, isso acontece também em bobinas industriais, com flyback ou a bobina de ignição de carros:

Bobina de ignição usada em carros atuais com resina epóxi separando os fios do secundário.

Essa resina remove o ar entre os fios, impedindo que crie-se uma descarga corona entre eles, uma vez que o ar se transforma em condutor com grandes tensões. 

Veja aqui como ficou a bobina com a resina epóxi (coloquei apenas nas divisórias centrais que foi onde a descarga corona aconteceu. Gastei aproximadamente 45gr entre resina epóxi e endurecedor:

Resina epóxi aplicada na bobina de ruhkmorff

E aqui o video mostrando ela funcionando agora sem a descarga corona: 

Como construí os setores da bobina?

Para fazer essa divisão, criei em um programa em CAD as boladas de divisão e levei em uma empresa local que fez os cortes em acrílico para mim usando a máquina de corte a laser.

O capacitor ou condensador utilizado na bobina

Além da bobina em si, ela precisa de um capacitor ligado em seu vibrador. Esse capacitor é também chamado de condensador. Vou criar um capacitor em um post futuro e mostrar como ele funciona. Por hora estou usando um capacitor eletrolítico de 1uf.

Sua função aqui é simples, ele amplifica o poder a bobina primária, veja como é o gráfico da indução do primário sem capacitor:

File:Induction coil waveforms.svg

e agora com capacitor:

File:Induction coil waveforms with capacitor.svg

O que acontece é que o capacitor armazena a energia liberada na abertura da bobina e reinsere essa energia no circuito quando ela é ligada novamente. Para mais detalhes veja aqui

Apesar de funcionar sem o capacitor, é gritante a diferença de desempenho da bobina sem ele. Na minha, usei um capacitor de 1 uf, mas é comum ser usado entre 0.5 to 15 uF.

O Vibrador – circuit breaker

Todos os componentes da bobina são críticos, mas o circuit breaker merece uma atenção especial. Seu material deve ser feito de tungstênio, algo que demorei muito para descobrir.

circuito vibrador – circuit breaker – da bobina de Ruhmkorff

Apesar de ser diferente da bobina original, fiz um controle mais simples para o vibrador permitindo que eu defina quão longe o contator vai ficar da haste de tungstênio apenas movendo ele para um lado ou para outro.

Por que essa bobina precisa ser tão grande?

Se uma bobina de alta tensão comercial como estas disponíveis no ebay são tão pequenas, por que fazer algo tão grande?

Muito simples: a frequência de operação delas é muito alta, aproximadamente 15khz ou mais, ao passo que a nossa é de apenas alguns hertz (limitado a abertura e fechamento do circuit breaker e a capacidade da bobina primária se desmagnetizar)

Quanto maior a frequência, maior o resultado do transformador, por isso fontes chaveadas possuem transformador pequeno e fontes lineares um transformador grande e pesada.

A estrutura da bobina feita em blender

Um novo conhecimento que adquiri fazendo essa bobina foi desenvolver peças em blender para imprimir “na minha” impressora 3d (Obrigado Herculano!) . Foi muito interessante, especialmente porque em poucas horas consegui aprender e colocar em prática a imaginação de criar uma peça nova.

Em resumo, hoje primeiro desenho no papel para ter certeza das medidas gerais, depois desenho no blender e por fim, faço a impressão das peças.

Veja aqui um exemplo de desenho sendo feito no blender:

Desenhando base da bobina de ruhkmorff no blender

Baixe aqui os arquivos .obj para serem impressos em uma impressora 3d caso queira reaproveitar a estrutura da bobina vista aqui. As laterais são feitas em 2 etapas, pois minha impressora imprime até 9CM, eu usei super cola para uni-las, simples assim :)

Lista de materiais usados na bobina de Ruhmkorff

  • Cano de PVC de 32mm x 22cm (para isolar o primário do secundário e servir de base do secundário);
  • Barras de ferro doce para o núcleo da bobina (usei arame galvanizado mesmo, o ideal é ferro doce);
  • Fio de 1mm para bobina primária (usarei o AWG 17 que possui 1,1mm). Recomendo comprar 1/2 kilo;
  • 1kg de fio AWG 36 ou 0,12 mm para a bobina secundária;
  • 5 separadores para os setores da bobina (usei de acrílico que é um excelente isolante);
  • 2 suportes laterais para prender a bobina na base (imprimi em impressora 3d);
  • Suportes para circuito vibrador (circuit breaker) (também fiz na impressora 3d);
  • Uma haste de tungstênio para fazer os contatos do vibrador;
  • Um capacitor de 1uf para armazenar a energia da abertura do vibrador;
  • Fita isolante, outros fios e parafusos para prender tudo;
  • Fonte de computador para testar a bobina em 5v, ou uma fonte de 7v com 2 baterias 18650 de notebook por exemplo;
  • Uma bobinadora, para enrolar o secundário.

Dicas técnicas importantes da bobina

  • O primário é composto por 130 voltas de um fio grosso que suporte alta corrente (10 A pelo menos);
  • O primário precisa ser isolado do secundário (usei um cano de PVC para isso);
  • O secundário é composto de 800gr de fio ou 47 mil voltas (como o primário possui 130 voltas, cheguei a uma proporção de 1:361);
  • O secundário precisa ser isolado em setores, pois do contrário ele entra em curto, afinal produz alta tensão e ela pode ultrapassar o esmalte usado para isolar o fio, usei 5 setores;
  • A proporção de enrolamento da bobina precisa ser de pelo menos 1:300, ou seja para cada volta do fio primário, devemos ter 300 voltas no fio secundário;
  • O ferro do núcleo precisa ser ferro doce (ferro mais puro, com baixo teor de carbono), pois um ferro normal irá manter-se magnetizado por mais tempo que o ferro doce, o que reduzirá o desempenho da bobina durante o ligar e desligar dela;
  • O vibrador (ou circuit breaker) precisa ter em seus contatos o material tungstênio, pois um ferro comum vai sobreaquecer e fundir ou corroer e inutilizar a conexão com poucos testes;
  • A bobina até funciona sem o capacitor no vibrador, mas o desempenho é severamente afetado, tive os melhores resultados com um capacitor de 1uf por ter alta frequência de vibração.

Manuais principais que segui na construção

http://www.gutenberg.org/files/54221/54221-h/54221-h.htm#fig1 (Principal utilizado, livro: Induction Coils, How to Make, Use, and Repair Them. Including Ruhmkorff, Tesla, and medical coils, Roentgen
Radiography, etc. etc.

http://scripturalphysics.org/4v4a/ElectromagneticTestCells.html (outra referência interessante)

Erros durante a construção da bobina de Ruhmkorff

Tanto quanto falar dos acertos, gosto de falar dos erros durante o processo, pois aqui é onde você pode evitar muita dor de cabeça futura e ficará mais claro que o resultado que apresento acima é fruto de muita frustração com erros aqui e ali, para só então obter o êxito.

1 – Reaproveitar fios de transformadores

Não recomendo reaproveitar fios de transformadores. Para fazer o enrolamento do primário da bobina (a primeira tentativa) eu desmontei um transformador de nobreak que possui o primário perfeito, afinal ele é usado para converter os 12v das baterias em 110v.

Esse primário tem 18 metros e é um fio 16AWG (de 1.2mm). Qual o problema? Ao desenrolar o fio do transformador, parte do esmalte de proteção dele saiu, e na hora de enrolar na minha bobina percebi claramente que os fios já estavam expostos o que geraria curto circuito e a bobina primária não faria seu papel adequadamente.

Fios do primário descascados por serem reaproveitados de um transformador de no-break

A solução foi comprar um fio esmaltado novo para o primário ou com capa protetora. Valeu Guilherme pela ajuda em conseguir perto da nossa cidade (Videira), o fio correto.

2 – Corrente no primário baixa

Um dos segredos para fazer a bobina funcionar é garantir que a alimentação do primário tem a corrente necessária para fazer ele gerar indução.

Em testes iniciais com bobinas menores, usei a saída de um transformador com baixa corrente que não fazia o meu indutor funcionar, isso me frustrou, até então eu entender que faltava corrente no circuito, o que ficou muito óbvio agora :)

Recomendo sempre usar uma fonte de computador para fazer estes testes, pois além de ter tensão de 5v e 12v (sugiro começar com 5v), ela desarma em caso de sobrecarga. Depois dos testes, passei a usar uma fonte de 7v oriunda de 2 baterias 18650 (conseguidas em fontes de notebook antigas).

3 – Quantia errada de fio no secundário da bobina

Em resumo, use pelo menos 800gr de fio 36-AWG, recomendo 1kg.

Li em alguns lugares que uma proporção de enrolamento de 1:100 do primário para o secundário (isso é, para cada volta do primário, precisamos de 100 voltas no secundário) seria suficiente para fazer a bobina funcionar.

Montei a primeira bobina com essa proporção, e apesar de ter funcionado, ela não gerou os resultados esperados com a proporção 1:100. O principal problema é que precisei usar muita corrente para ligar ela, e só funcionava com 12v. Isso drenava muita corrente no primário o que destruía sempre o circuito vibrador em poucos testes.

Como havia comprado 1kg de fio 36 AWG, e na primeira versão usei 200g, na segunda versão usei os outros 800 gr. Isso gerou 47 mil voltas (contra 16mil da primeira) e proporção de 1:361 em relação ao enrolamento primário (de 130 voltas).

O resultado foi incrível: com pouca corrente e tensão a bobina produz faíscas muito fortes! Dessa forma, com 7v e pouca corrente o secundário gera excelentes faíscas tirando a sobrecarga do próximo problema: o circuito vibrador.

5 – Material incorreto no circuito vibrador (circuit breaker)

Inicialmente não dei muita atenção ao circuito vibrador. Por esse motivo, tive vários problemas com ele. Qualquer metal que eu usasse para fazer essa conexão acabava sobreaquecendo muito e perdendo o contato fazendo com que a bobina parasse de funcionar.

Às vezes ainda, acontecia de grudar o circuito vibrador no contator dele, por conta da corrente que ele drenava. Pesquisei bastante e percebi então que o erro estava no material de contato que eu usei.

Apanhei um pouco para entender qual material usar, pesquisei bastante sobre platinados (em especial o de fusca hehe) e entendi que nesse e em outras chaves de alta tensão, é usado o tungstênio para aguentar os arcos provenientes dessa desconexão, especialmente por seu alto ponto de fusão, acima de 2700 graus!

Use sempre tungstênio: A solução aqui foi muito simples, comprar uma pequena haste de tungstênio e usar ela como contato, paguei apenas 11 reais nela:

haste de tungstênio-usada para o circuit-breaker da bobina de ruhmkorff

6 – Querer fazer a bobina perfeita

Após os testes que geraram os melhores resultados, comecei a pensar como fazer a bobina ficar tão bonita quanto essa:

Melhor referência visual da bobina de ruhmkorff

Percebi que iria precisar importar alguns conectores, fazer outras peças no torno e refazer os suportes que havia feito de maneira mais simples, ou seja, mais alguns meses de trabalho.

Após muita reflexão (alguns dias na verdade), resolvi deixar meu ego de lado, afinal, o grande objetivo da bobina é que eu aprenda e possa aprender e facilmente ensinar as pessoas com esse aprendizado. Eu idealizava poder deixar a bobina exposta como um artigo de luxo, bonito e tal, na real, o importante é conseguir aprender, por isso resolvi manter a simplicidade no projeto para poder logo avançar nos estudos!

7 – Aceitar a frustração por muito tempo

Como qualquer coisa que fazemos na vida, tudo tem grandes chances de dar errado, e não foi diferente nesta jornada. Eu idealizei a construção desta bobina dia 07/03/2019 e após muita pesquisa comecei seu desenvolvimento.

Tudo foi muito trabalhoso, especialmente entender cada detalhe de como ela deve ser construída. Por ter errado a construção da primeira bobina, usando apenas 200gr de fio e cerca de 15mil voltas (hoje usei cerca de 800gr e 47mil voltas) fiquei muito frustrado por ela não ter funcionado direito.

Tentei muita coisa, assumindo que o problema estava no vibrador, e de fato ele estava sem o tungstênio, então logo queimava-se e tudo parava de funcionar. Fiz muitos testes, achei que o problema era o capacitor, o primário da bobina e só então entendi que era o secundário com pouco fio.

Neste meio tempo deixei o projeto parado por uns 4 meses e não via mais saída. Apesar de ter muita correria em meu trabalho, acredito que deixei muito tempo de lado o projeto, poderia ter sido um pouco mais insistente lá atrás. Pois quando retomei, com alguma insistência, refiz todos os testes, refiz o primário e o circuito vibrador (que eram mais fáceis) e então percebi que só poderia ser um problema no secundário da bobina. Ao refazê-lo, voalá, tudo deu certo!

Então se tiver dificuldades em fazer esse ou qualquer projeto em eletrônica ou na vida em geral, eu sei, é foda, mas faz parte da vida, afinal se fosse fácil não teria emoção.

8 – Falha no isolamento do secundário

Quando estava enrolando o secundário, em especial a bobina central, fiquei muito preocupado com seu isolamento. Acabei avançando no processo, pois naquela etapa eu teria que recomeçar novamente (refazer pela segunda vez) para mudar essa estrutura.

Avancei no processo, mas logo nos primeiros testes percebi que havia vazamento corona acontecendo na bobina. Tentei reparar ele com um isolamento plástico simples, que no começo funcionou, mas logo em seguida ele voltou a aparecer.

Na próxima bobina que fizer, farei uma separação ainda mais robusta entre os setores da bobina para ter certeza de que esse problema não vai se repetir. Uma maneira de contorná-lo, foi reduzir a distância das ponteiras onde é gerada a faísca principal.

Conclusão

Foi extremamente gratificante pra mim trabalhar nesse projeto. Confesso que me frustrei muitas vezes por não conseguir avançar na velocidade que eu gostaria, mas como sempre, a vida é assim mesmo, o importante é continuar!

Agora estou pronto para a próxima etapa das minhas pesquisas que é entender como fazer um capacitor (para substituir o eletrolítico usado aqui) e então preparar as próximas etapas para o experimento de hertz!

Valeu para mim cada minuto investido neste projeto. Apesar de saber que esse conteúdo é muito mais teórico que prático, espero que seja útil para mais pessoas, pois sei que o Paulo do futuro vai ficar feliz em ter uma receita de bolo para fazer sua próxima – e ainda maior! – bobina :)

Referências de toda pesquisa realizada

Aqui fiz uma compilação das principais referências que usei para a pesquisa. A maior parte desse projeto foi realmente a pesquisa de como funciona, se não fosse essa galera abaixo, não teria conseguido fazer minha bobina de ruhmkorff:

Livro Introductory Circuit Analysis (especialmente capítulo 11 pg 461)

https://www.youtube.com/watch?v=u7Rg0TcHQ4Y (Eddy Current)

https://www.youtube.com/watch?v=oriFJByl6Hs (Eddy current)

https://www.youtube.com/watch?v=7NTxwIDRBug (Eddy current)

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_core#Soft_iron (importante para entender porque usar ferro doce em vez de ferro normal no núcleo da bobina)

https://www.youtube.com/watch?v=9hXJ0PiuliE (transformador de alta tensão)

https://en.wikipedia.org/wiki/Coercivity (o que faz um ferro manter-se imantado por mais tempo)

http://scihi.org/nicholas-callan-induction-coil/ (Bobina de indução do Nicholas Callan)

https://www.youtube.com/watch?v=9lan88XTmXU (senhor que fez a bobina que vou criar aqui)

https://www.youtube.com/watch?v=nGQbA2jwkWI (Aula de indução com o professor Walter Lewin

https://pt.wikipedia.org/wiki/Emissor_de_fa%C3%ADsca (Transmissão de dados sem fio com o emissor de faíscas)

http://www.wikiwand.com/en/Induction_coil (Detalhes importantes da construção de uma bobina, especialmente em Construction details)

https://en.wikipedia.org/wiki/Nicholas_Callan (primeiro inventor da bobina de indução)

https://www.youtube.com/watch?v=Jw29azRGW_k (Eletromagnetismo – Efeitos do campo magnético produzido por uma corrente ac)

https://www.youtube.com/channel/UCrgd8qJ7CE97PSaPJySR6wA (canal foda no youtube sobre indução)

https://www.youtube.com/watch?v=iVbNGJX88gc (exemplo bem visual da construção de uma bobina de indução)

https://www.youtube.com/watch?v=oaU-LdMZTxY (video curto com detalhes de construção da bobina mostrando seu núcleo e enrolamento do secundários)

http://www.doscience.co.uk/ruhmkorff.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_coil

https://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_coil

http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/inducao/bobina_inducao/

http://www.geocities.ws/jcc5001pt/museubobinaderuhmkorff.html

https://archive.org/details/inductioncoilsho00schn/page/24

http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Electricity/Induction_Coil/Induction_Coil.html

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/52-artigos-diversos/4151-art572

https://www.museudoradio.com/outros/BOBINA%20DE%20RUHMKORFF.pdf (Sinopse da restauração de uma Bobina de Ruhmkorff, equipamento didático do
laboratório de Física do Colégio Militar de Porto Alegre)

http://faiscas.com.br/ruhmk.html

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/4099/621314G216A.pdf;jsessionid=327F6E6E513CA7DCF6CCEC2802FA55F9?sequence=1 (estudo interessante para avaliar)

https://www.researchgate.net/publication/318718244_Fundamental_study_on_the_magnetic_field_control_method_using_multiple_HTS_coils_for_Magnetic_Drug_Delivery_System

https://en.wikipedia.org/wiki/Coil_winding_technology

https://www.youtube.com/watch?v=btpFGpmAV0s (exemplo visual detalhado do funcionamento das bobinas de indução)

https://www.youtube.com/watch?v=-CMJ4dZ_lSA (transmissão de dados sem fio usando a bobina de indução e outros aparatos – EXATAMENTE O QUE QUERO FAZER!)

https://www.youtube.com/watch?v=_dq51APrFRc – EXATAMENTE O QUE QUERO FAZER!)

https://www.youtube.com/user/florencefst?feature=watch (Museu real de aplicações físicas)

https://www.gutenberg.org/files/6935/6935-h/6935-h.htm ( eBook of The Radio Amateur’s Hand Book)

http://highvoltageprojects.blogspot.com/ (ideias visuais para a bobina de indução)

https://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_coil (Bobina de ignição)

https://www.instructables.com/id/High-Voltage-Transformer/ (transformador de alta voltagem)

https://www.youtube.com/watch?v=I_kJCLWwI2Y (máquina de enrolar bobinas em várias camadas)

https://www.youtube.com/watch?v=7lS2Flt9CP0 (máquina de enrolar bobinas em várias camadas)

https://www.electrical4u.com/transformer-winding/ (tipos de enrolamento em transformadores)

https://www.youtube.com/watch?v=HyhMm4bsrhk (enrolamento com separação por camadas)

http://home.datacomm.ch/k.schraner/induc_oper.htm (várias bobinas diferentes e seus resultados)

https://www.youtube.com/watch?v=BvzO4EHovu4 (spark gap transmitter em um programa de TV)

https://www.youtube.com/watch?v=g57z0qFdPdQ&feature=youtu.be (História do telégrafo de Marconi)

https://www.youtube.com/watch?v=QwUq8xM_8bY&t=769s (lenz’s low)

https://pt.wikipedia.org/wiki/Tungstênio

https://electricenergyonline.com/energy/magazine/324/article/Make-Break-Contacts-In-Power-Circuit-Breakers.htm (uso de Tungstênio para o contato de chaves em alta tensão)

https://pt.wikipedia.org/wiki/Hans_Christian_%C3%98rsted (Hans Christian Ørsted descobriu que correntes elétricas podem gerar um campo magnético)

https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_battery (Invenção da bateria eletroquímica)

https://en.wikipedia.org/wiki/Corona_discharge (descarga corona)

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