Piero Cozzolino IT9AUB e Massimiliano Leggio IT9AJI si sono cimentati nella costruzione della bobina di Tesla e ne hanno presentato il prototipo ai soci della sezione e ai giovani degli scout in occasione dell’evento Quadrifoglio 2011.

Di seguito la relazione del loro lavoro. Complimenti!

Il prototipo appena presentato, nasce da una serata in compagnia dell’amico, oltre che collega radioamatore PIERO IT9AUB, che dopo una pizza a casa sua abbiamo iniziato a guardare dei video sulle scariche elettriche e sui fenomeni dell’arco voltaico nelle centrali elettriche, ad un certo punto come si dice “ c’e’ scattata la scintilla”, ovvero quello di costruire una BOBINA di TESLA.

L’oggetto in questione non è altro che un trasformatore con due avvolgimenti, quindi PRIMARIO e SECONDARIO, con un fattore di merito “Q” elevatissimo, infatti con la disposizione del secondario con molte più spire del primo (circa 1500 spire), che al contrario, ne ha ben poche (circa 6), riesce ad avere un rapporto di trasformazione (N=L2/L1) elevatissimo, quindi rende lo strumento un eccellentissimo elevatore di tensione. La bobina TESLA, fu inventata circa un secolo fa da NIKOLA TESLA, mente geniale Serbo-Americana, che oltre alle centinaia di invenzioni e brevetti, scopri il modo come trasmettere energia elettrica ad alta frequenza e ad alta tensione, da un punto all’altro, passando per lo spazio circostante, in altre parole la scarica elettrica che si vede mettendolo in funzione.

Nello schema elettrico che vediamo sopra, possiamo notare una cosa molto evidente, cioè la presenza di due trasformatori in cascata, che servono rispettivamente ad alimentare il circuito, trasformando la tensione di rete da 220 V alternati, a una tensione di 5 Kv sempre alternati, ed il secondo trasformatore senza nucleo, che eleva la tensione pilota da 5 Kv a molte migliaia di volt, considerando la lunghezza dell’arco voltaico generato. Altri particolari che notiamo, e che sembrino non centrare nulla con il prototipo, sono la capacità e l’induttanza presenti nel circuito elettrico, che rappresentano il cuore dello strumento, infatti determinano la frequenza di risonanza: il circuito L-C che eccita la bobina riuscendo ad andare in oscillazione, e quindi a trasmettere la scarica elettrica nell’etere, di conseguenza possiamo dire che la bobina di TESLA non è altro che “il primo e rudimentale trasmettitore ad alta tensione (quindi ad alta potenza) e ad elevata frequenza della storia”.

Ritornando al circuito L-C la cosa che più ci ha dato da pensare fu come reperire i condensatori che determinavano la frequenza, poiché a noi non serviva una grossa capacità, ma un componente capace di resistere a delle tensioni di lavoro elevatissime, onde evitare la distruzione dello stesso. Pertanto pensai di costruire delle capacità tipo BOTTIGLIA di LEYDA, che utilizza come dielettrico il vetro, resistentissimo alle alte tensioni. Per la costruzione dei condensatori mi sono procurato delle bocce di vetro per le conserve, quanto più regolari e cilindriche possibile; come armature nella parte esterna ho messo dell’alluminio adesivo (di semplice reperibilità), ed in fine un bullone all’interno della boccia, facendolo passare per il coperchio metallico. All’interno del contenitore ho versato una soluzione salina (a contatto con il bullone metallico), tale da aumentare la conducibilità elettrica tra il bullone stesso e la parte interna del contenitore, così da lasciare come dielettrico solo la parte di vetro, ottenendo così una capacità di tipo classico.

Per quanto riguarda la bobina in sé, il buon Piero ha provveduto a tutto, visto che ha avuto un passato da elettromeccanico, aveva già a disposizione la matassa di rame smaltato per l’avvolgimento, quindi aiutato dai figli (la piccola Cristalia ed il caro Ciro), si è passato un po’ di tempo (circa 4 ore) ad avvolgere il tutto in un tubo da 100 mm per tubazioni fognarie ( un lavoro certosino e molto pulito). La bobina stessa anche se fatta in un modo quasi industriale, presenta anch’essa delle piccole capacità parassite che si formano tra il conduttore stesso alla frequenza di risonanza, quindi anch’esse vanno a sommarsi alle capacità principali. Il primario del TESLA, ovvero l’induttanza pilota, e formata da un avvolgimento di tubo per condizionamento del diametro da 6 mm, avvolte in aria formando così una bobina con 6 spire, e un diametro di 150 mm, il tutto all’esterno dell’induttanza secondaria, in moda da trasferire il flusso magnetico a quest’ultima. Un altro elemento molto importante è l’esplosore, che rappresenta il punto in cui avviene la scintilla ad alta potenza generata da trasformatore di HT (alta tensione). Quest’ultima serve a polarizzare il primario della bobina TESLA, che comportandosi come un circuito risonante (quindi come una antenna), raggiunge il suo massimo valore quando la sua lunghezza corrisponde a ¼ della lunghezza d’onda della frequenza di lavoro. Secondo questa legge possiamo variare l’ampiezza ai suoi capi, e di conseguenza le dimensioni dell’arco voltaico, variando la frequenza di pilotaggio del primario, giocando sul circuito L-C. All’accensione dello strumento, si sente un rumore di scintille generato dall’esplosore e dalle scariche elettriche che si vedono in aria, ma se si tiene molto tempo acceso lo strumento, si nota uno strano odore, questo non è altro che l’aria ionizzata, che per un fenomeno fisico-chimico, l’ossigeno (O2) contenuto nell’aria viene trasformato dalla scarica elettrica in ozono (O3), che purtroppo risulta essere nocivo alla nostra salute, se inalato in quantità. Con queste poche righe, spero che sia stato chiaro ed esaustivo il fenomeno della bobina TESLA, e dei suoi effetti, e anche se la costruzione sembra spartana e rozza vi assicuriamo che funziona.

Un saluto dai due sperimentatori :
PIERO COZZOLINO IT9AUB
MASSIMILIANO LEGGIO IT9AJI