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Bobina de Tesla funciona no vácuo?

Bom dia Doutor Fernando.

Gostaria de saber se a bobina de Tesla funcionária no vácuo, considerando que o mesmo é um isolante. Agradeço desde já.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Inicialmente devemos esclarecer o que se entende por “vácuo”: qualquer região que apresente pressão inferior à pressão atmosférica se constitui  em “vácuo” ou vácuo parcial. Por exemplo, as bombas de vácuo que usamos em demonstrações em sala de aula são capazes de reduzir a pressão a cerca de um centésimo da pressão atmosférica. Aqui uma classificação dos diversos graus de vácuo: Medindo o vácuo.

A questão proposta pode ser generalizada para outros dispositivos que produzem alta tensão, além da bobina de Tesla,  e a resposta remonta à história da pesquisa sobre descargas elétricas em tubos de vácuo nas últimas décadas do século XIX.

Os pesquisadores (físicos, químicos, engenheiros) descobriram, para sua surpresa, que baixando a pressão do gás através do qual produziam descargas elétricas, elas aconteciam mais facilmente, isto é, com diferenças de potencial elétrico entre os eletrodos menores que na pressão normal de 1 atm. Em especial físico Friederich Paschen, estudou a tensão de ruptura de vários gases entre placas de metal paralelas, a diferentes pressões e com diferentes distâncias entre as placas, chegando, os seguintes resultados em 1889 (Wikipedia):

– Com uma distância constante entre as placas a tensão necessária para produzir a descarga diminuiu à medida que a pressão é reduzida atingindo um valor mínimo e depois crescendo.

– Se a pressão é mantida constante a tensão necessária para produzir a descarga diminui à medida que a distância entre as placas diminui, atingindo um valor mínimo e depois crescendo.

O valor mínimo de tensão, independentemente da pressão (referido nas duas proposições acima),  para produzir uma descarga no ar é 327 V. Outros gases apresentam diferentes valores de tensão mínima, por exemplo argônio 137 V, gás carbônico 420 V. Vide mais aqui.

A Lei de Paschen relaciona quantitativamente a tensão de ruptura com a pressão e a distância entre os eletrodos em um particular tipo de gás.  Desta lei se pode demonstrar que no caso do ar (e de outros gases) somente em pressões muito baixas é que acontece um crescimento da tensão de ruptura. Exemplifico com uma descarga com 1 mm de comprimento:

Ela acontece no ar a 1 atm com uma tensão de cerca de 3000 V. Em vácuo de 0,1 atm a tensão cai para cerca de 900 V. Em vácuo de 0,01 atm a tensão é menor ainda,  cerca de 330 V. É somente em pressões inferiores a centésimo de atmosfera que a descarga necessitará de tensões crescentes para acontecer.

O fato de que em baixas pressões os gases conduzem melhor do que na pressão atmosférica ´tem importantes aplicações práticas, por exemplo, na confecção de lâmpadas fluorescentes. No interior da lâmpada, contendo vapor de mercúrio, a condução se dá com tensões iniciais de cerca de 500 V graças a que a pressão é aproximadamente 0,003 atm.

Geradores de alta tensão, tipo bobinas de Tesla, são utilizados nos lindos “globos de plasma” (globo evacuado, contendo um gás nobre em baixa pressão). As descargas acontecem muito mais facilmente do que se fosse utilizado gás na pressão atmosférica.

Desta forma fica evidente que associar o vácuo com isolamento elétrico somente é correto se consideramos que a pressão do “vácuo parcial” é de fato muito baixa. Ou seja, descargas elétricas por ionização do meio somente deixam de acontecer em casos extremos de evacuação. Entretanto mesmo nestes casos ainda há a possibilidade de um condutor sob alta tensão descarregar por um mecanismo diferente, qual seja o da “emissão fria” de elétrons. Vide Descarga elétrica através do ar NÃO é consequente do arrancamento de elétrons dos eletrodos!

Finalmente, ainda que imaginemos uma bobina de Tesla em vácuo que impeça as descargas, a emissão de ondas de rádio por ela (que sempre acontece apesar de passar desapercebida) não será impedida.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


6 comentários em “Bobina de Tesla funciona no vácuo?

  1. Robson L. M. Barreto disse:

    Boa tarde,
    gostaria de saber se o que essa bobina produz é o que se chama de ozonio? e se realmente é bom para curar certas doenças;
    Robson
    Natal-Rn

    • Fernando Lang disse:

      Descargas de alta tensão, não apenas da bobina de Tesla, produzem ozônio. O ozônio tem aplicações em desinfecção de materiais hospitalares, salas cirúrgicas, roupas, alimentos … . Entretanto a chamada ozonioterapia (medicina alternativa) não tem respaldo científico.

      • Robson L. M. Barreto disse:

        Bom dia
        Dr. Fernando,
        Meus agradecimentos pela rapidez de suas informações. É que percebi que a maior faisca, no meu modo de dizer, que encontrei foi a da bobina de Tesla, e temos conhecimentos que não tem conhecimento científico no que se relacionada a cura ( medicinal), é que tenho um fungo nas unhas a 30 anos, e uma pessoa me informou que seria essa a minha ultima tentativa de cura, pois caso o senhor tenha um prototipo de uma, agradeceria muito, pois não sei se as que encontra-se no Youtub, merece confiança.
        Atenciosamente:
        Robson Barreto
        Natal-RN

        • Fernando Lang disse:

          Existem projetos de bobinas de Tesla na internet e também se pode adquirir uma dessas bobinas já pronta. Sugiro fazer uma pesquisa no Mercado Livre por exemplo.
          Um comentário quanto ao seu caso: se o ozônio é capaz de acabar com o seu fungo de unhas devido ao seu poder oxidante, então da mesma forma a água oxigenada deverá produzir efeito semelhante.

          • Robson L. M. Barreto disse:

            Dr. Fernando,
            Mais uma vez,
            meus agradecimentos
            Para o senhor ter ideia, fui atendido pelo melhor dermatologista daqui, chefe do Setor de dermatologia do HUOL (Hospital Universitário do Rio Grande do Norte) e me informou que ficaria curado em 30 dias com a medicação: Flucomed, tomei o que foi informado, e não fui curado, até que pedi informações ao primo, médico e me alertou para o perigo do consumo exagerado dessa medicação, ( mas não repeti a dosagem) e vou utilizar a água oxigenada para esse fim.
            O meu muito obrigado.

          • Fernando Lang disse:

            Eu não estou lhe afirmando que a água oxigenada possa curar. Apenas argumentei que se o poder oxidante do ozônio é capaz de combater os fungos de unha, então a água oxigenada também deveria funcionar. Espero que consiga a solução do seu caso.

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