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Gerador de alta tensão experimental (MIN056)

Eis uma montagem experimental indicada como trabalho de ciências, para demonstrações ou mesmo para o leitor que deseja fazer experiências de alta tensão usando pilhas, sem o perigo apresentado por equipamentos ligados na rede de energia.

Um transformador acoplado a um vibrador pode elevar a tensão de uma ou mais pilhas até o ponto de se obter "bons choques", se bem que inofensivos. A tensão realmente chega a mais de 400 volts em alguns casos, mas como a corrente é muito baixa, o perigo é mínimo.

Observamos que, o que é perigoso num choque é a intensidade da corrente (intensidade) que circula pelo corpo da pessoa e que causa danos ao sistema nervoso, paralisando músculos, inclusive o coração.

A tensão é simplesmente a causa da corrente. Uma tensão alta causa uma corrente alta somente se o circuito puder fornecer esta corrente.

Para o caso da rede de energia, o choque é perigoso porque a rede tem uma capacidade de fornecimento de corrente muito alta, podendo por isso fazer circular tanta corrente quanto seja a solicitada pelo "corpo" submetido à descarga. No caso de um circuito alimentado por pilhas, ou com limitação de corrente (um resistor de alto valor), o choque não é‚ perigoso, pois a corrente pode ser limitada.

É o caso de uma lâmpada neon ligada à rede de energia com um resistor de 220 k ? ou mais. A corrente que passa pela lâmpada é limitada pelo resistor e é tão pequena que você pode ser percorrido por ela, sem sentir absolutamente nada. A corrente tem intensidade pequena demais para excitar seus nervos. A figura 1 mostra o que ocorre.

 

A corrente é muito fraca.
A corrente é muito fraca.

 

 

No nosso circuito, a produção da alta tensão é feita com a ajuda de um vibrador e um transformador. Se bem que tenhamos uma intensidade de corrente suficiente para produzir um choque desagradável, ele não ‚ perigoso, mas o aparelho deve ser usado com moderação.

 

COMO FUNCIONA

Um transformador só pode alterar uma tensão (e também uma corrente) se operar com corrente alternada ou corrente contínua pulsante, isto é, que sofra variações rápidas de intensidade.

Como pilhas fornecem correntes contínuas puras, utilizamos um vibrador, um dispositivo eletromecânico que liga e desliga rapidamente a corrente, de modo a torná-la pulsante.

O vibrador é construído de forma rudimentar com fios esmaltados, pregos, tábuas e pedaços de lata, não havendo dificuldades para sua elaboração.

O prego com fio enrolado forma um eletro-imã, que atrai a latinha nas suas proximidades, a qual comutando a corrente entra em vibração.

A corrente do vibrador passa pelo enrolamento de baixa tensão do transformador, induzindo assim alta tensão no outro enrolamento. Esta alta tensão, na realidade, não é a tensão especificada para o transformador usado, que é de 110 V ou 220 V. A alta tensão depende antes das características de comutação do vibrador e pode variar bastante indo de 80 V a mais de 300 V.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama do aparelho.

 

Diagrama do aparelho.
Diagrama do aparelho.

 

Na figura 3 temos o aspecto do vibrador. Observe que o eletroímã é obtido enrolando-se de 200 a 500 voltas de fio esmaltado fino num prego ou parafuso que deve ser fixado na base de madeira.

 

O vibrador.
O vibrador.

 

As latinhas que ficam próximas do eletroímã devem ter toda sua tinta raspada para pode haver contacto elétrico perfeito. Os pontos de solda são todos indicados e para os fios esmaltados devemos raspá-los no local em que devem ser soldados, pois pelo contrário a solda não adere.

O capacitor C1, que é ligado ao circuito, serve para ajudar na comutação e seu valor pode ficar entre 100 µF e 1 000 µF. Na figura 4 temos o aspecto final da montagem.

 

Como a montagem deve ficar.
Como a montagem deve ficar.

 

Para as pilhas é conveniente usar um suporte. O aparelho funcionará com 1 a 4 pilhas médias ou grandes. Não recomendamos o uso de pilhas pequenas, pois a corrente exigidas faria com que elas se esgotassem rapidamente.

O transformador usado pode ser de qualquer tipo que tenha um enrolamento primário de 110 V ou 220 V e secundário de 5 a 12 volts correntes na faixa de 100 mA a 500 mA.

 

PROVA E USO

Para verificar se temos realmente alta tensão não é interessante segurar diretamente nos fios do transformador, pois a experiência pode ser desagradável. Recomendamos que seja ligada uma lâmpada neon, conforme mostra a figura 5.

 

Ligando a lâmpada néon.
Ligando a lâmpada néon.

 

Ligando o aparelho, devemos ajustar as latinhas de modo que ocorra a vibração de modo automático. Quando isso acontecer, o aparelho já deverá produzir alta tensão e a lâmpada neon deve acender.

Uma vez acesa, a intensidade da luz corresponderá à eficiência do aparelho.,

Retirando a lâmpada o leitor pode "experimentar" segurar nos fios A e B, tocando-os com muito cuidado.

Para eletrificar um objeto, basta ligar o fio A neste objeto e o fio B à terra, num cano de água ou qualquer objeto de metal de grande porte.

Não é conveniente deixar por longos períodos o aparelho ligado pois tanto as pilhas gastam rápido como também o eletroímã pode esquentar demais. O aparelho deve ser demonstrado e usado em pequenos intervalos de tempo.

 

X1 - Vibrador - ver texto

C1 - 100 µF a 1 000 µF / 16 V - capacitor eletrolítico

T1 - Transformador com primário de 110 V ou 220 V e secundário de 5 a 12 V com corrente de 100 mA a 500 mA

B1 - 1 a 4 pilhas médias ou grandes

NE-1 - lâmpada neon comum

 

Diversos: fios, suporte de pilhas, material para a montagem do vibrador, etc.

 

 

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