Tutorial Energia Sem Fio

  • Introdução:

No ano de 2018, a Apple lançou aparelhos eletrônicos capazes de serem carregados sem estarem conectados a um fio do carregador. Basta estarem em cima da base do carregador magnético e o aparelho será carregado. Com o intuito de entender como funciona essa nova tecnologia, nós realizamos um experimento de indução elétrica, que possui o mesmo princípio de funcionamento deste carregador.

O experimento mostra a energia formada pelo circuito elétrico. Basicamente, a pilha gera corrente, que é transmitida pelo circuito até chegar nas duas bobinas de 10 voltas, que estão unidas e conectadas ao resto do circuito. As bobinas, recebendo corrente elétrica, geram um campo magnético. Quando aproxima-se o receptor, que nada mais é que outra bobina de 20 voltas conectada a um led, esta, sobre influência do campo magnético, transforma essa corrente em energia, observando isso pelo led que se acende.

ATENÇÃO: A soldagem será realizada em todo o experimento e é necessário que haja muito cuidado, pois a solda queima e pode trazer ferimentos. Primeiramente, deve-se esperar ela esquentar e depois prender o material que será soldado. A partir disso, com a ajuda de um metal chamado estanho, começar a soldar. O estanho vai derreter e fazer com que as duas partes que você quer soldar se juntem, porém ele demora um pouco para secar então logo após isso, assopre a solda e ela estará pronta. Comece a soldar partes pequenas para que seja mais fácil e se possível peça ajuda à um instrutor.

Supplies:

Materiais necessários:

1 Transistor NPC BC549 ou semelhante

1 Resistor de 220 Ohms

1 Led de 5mm de qualquer cor

1 Porta pilha AA de uma pilha só

3,5 Metros de Fio de cobre esmaltado AwG28

1 Pedaço de madeira para base da bobina primária

Pilha AA

Interruptor (botão liga/desliga)

Ferramentas necessárias:

Ferro de solda

Estanho para solda

Alicate de corte

Fita crepe

Cola quente

Fio de nylon de 2mm

Papel lixa de numeração média

Desencapador de fio

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Step 1: Montagem Do Receptor

Para dar início à montagem do circuito, é preciso ter em mente que sua montagem se divide em duas partes; a do receptor e a do emissor.

( A ordem de montagem não importa, porém aconselha-se a iniciar montando o receptor antes)

Para montar o receptor é necessário 1 Led 5mm de qualquer cor, 1,5 metros de fio de cobre, alicate e papel lixa

Para montar uma das bobinas, corte com o alicate 1,5 metros do fio de cobre e enrole ele, fazendo 20 voltas, em um objeto cilíndrico com menos de 8 cm de diâmetro (pode ser um pote de chiclete ou uma garrafa de 500ml). Desta forma, você terá montado sua primeira bobina do experimento. Lembre-se de deixar 2 pontas de aproximadamente 4cm para serem soldadas no Led.

Tire com cuidado a bobina que estava envolta do pote e enrole um pedaço de fita crepe para que a bobina não se desmonte. Depois, lixe as duas pontas até que não tenha mais esmalte no fio (ele ficará com uma cor prateada).

Agora a bobina já está pronta para ser conectada ao Led. Para isso, ligue a solda e deixe-a esquentar, assim que já estiver aquecida, com cuidado, solde cada uma das pontas do fio de cobre em cada uma das pontas do Led. Para finalizar, corte 15 cm de fio de nylon grosso e amarre-o na bobina.

Step 2: Montagem Do Emissor

Para montar o emissor é necessário 1 transistor, 1 resistor, 1 porta pilha e 2 metros de fio de cobre

Primeiramente, é preciso repetir o processo de montagem da bobina do receptor (feita anteriormente), porém agora serão 2 bobinas com 10 voltas cada uma. Use os 2 metros de fio de cobre para enrolar no pote (o mesmo que utilizou no 1º passo) até ele dar 10 voltas, depois tire a bobina e enrole fita crepe para ela não se soltar. Lembre-se de deixar duas pontas de aproximadamente 4cm e lixá-las, até que sua cor fique prateada. Repita esse processo mais uma vez, obtendo duas bobinas de 10 voltas cada.

Com as 2 bobinas prontas, está na hora de conectar todos os materiais para montar o emissor. Comece soldando uma ponta de cada bobina na outra, deixando cada uma com uma ponta solta.

Pegue o porta pilha e solde a ponta do fio de capa vermelha onde foi realizada a solda de junção entre as bobinas, para isso, desencape o fio com o desencapador de fios. Depois disso, pegue outro pedaço de fio com capa preta, desencape-o e solde-o em um dos buracos do botão de liga/desliga. Pegue outro pedaço de fio de capa preta, desencape-o e solde-o no outro buraco do botão de liga/desliga. CUIDADO! Os fios de capa preta não podem se encostar, pois se isso acontecesse, ocorreria um curto-circuito.

Agora solde a ponta que sobrou da bobina da direita na ponta esquerda no transistor (se preciso separe um pouco suas pontas para que seja mais fácil a soldagem). Lembre-se que ele deve estar com sua parte reta virada para cima. A ponta solta da bobina esquerda deve ser soldada a uma das pontas do resistor. Após essa solda, a outra ponta do resistor deve ser soldada a ponta do meio do transistor.

Por fim, deve-se soldar a ponta do fio com capa preta que já está conectado no botão de liga/desliga na ponta direita do transistor. Antes de fixar o circuito na madeira, coloque a pilha no porta pilha, ligue e teste para ver se o Led acende. Caso não acenda, vire uma das bobinas emissoras do outro lado e provavelmente o led se acenderá.

Step 3: Finalização Do Experimento + Fixação Do Circuito Na Placa De Madeira

Para fixar esse circuito é preciso de cola quente e uma placa de madeira

Para finalizar a montagem desse circuito passe uma fita enrolando as duas bobinas de 10 voltas para que fiquem juntas e enquanto isso, deixe a cola quente esquentar. Assim que estiver quente comece colando o porta pilhas no canto da madeira, em seguida cole as duas bobinas (que agora devem estar unidas). Depois, cole o fio vermelho e o preto. Por último cole a ponta do fio de nylon do receptor em algum lugar da madeira perto das bobinas e seu circuito estará pronto.

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