CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICA DE SANTA CATARINA
Pró-Reitoria Acadêmica
Setor de Pesquisa
FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA.
Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado: Engenharia Elétrica
Curso (s) : Engenharia Elétrica
Nome do projeto: PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UMA BOBINA DE TESLA
Nome do professor orientador: Francisco Alfaro
Nome do professor co-orientador:
Nome do coordenador(a) do Curso: Djonny Winzierl
Para a Fundação Educacional Regional Jaraguaense – FERJ, mantenedora do Centro
Universitário - Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul e em Joinville, encaminhamos
anexo, Projeto de Iniciação Científica a ser submetido ao Edital nº .../2015 Programa
Institucional de Bolsas de Iniciação Científica – PIBIC, do Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPQ, e declaramos nosso interesse e
prioridade conferida ao desenvolvimento do projeto ora proposto, assim como nosso
comprometimento de que serão oferecidas as garantias necessárias para sua adequada
execução, incluindo o envolvimento de equipe, utilização criteriosa dos recursos previstos e
outras condições específicas definidas no formulário anexo.
Jaraguá do Sul, 18 de Maio de 2015
____________________________________________
Professor orientador
_________________________________________________
Professor coorientador
____________________________________________
Coordenador do Curso
1
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2 – DESCRIÇÃO DO PROJETO
Título do Projeto:
Tipo de Projeto ( 12 meses )
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UMA BOBINA DE TESLA
(X) Apresentado pelo professor;
Resumo do Projeto
A bobina de Tesla é um transformador de alta voltagem que permite a realização de algumas
experiências fascinantes relacionadas ao Eletromagnetismo. Para projetá-la alguns conceitos básicos
de Física relacionados a circuitos oscilantes RLC devem ser aplicados.
Texto limitado em até 200 palavras
Problematizacão
O eletromagnetismo é uma das áreas do conhecimento que exigem do acadêmico um raciocínio
abstrato em maior proporção quando comparado com outros assuntos de Física ministrados nos
cursos de Engenharia. Os fenômenos eletromagnéticos são possíveis por causa da natureza atômica
da matéria, mais precisamente pela propriedade intrínseca de prótons e elétrons denominada carga
elétrica. Por esse fato, fica mais difícil de entender os conceitos do eletromagnetismo, pois não se
pode enxergar os elétrons dentro de um material. No entanto, os experimentos relacionados ao
eletromagnetismo são tão fascinantes quanto a sua dificuldade de entendimento. Não é possível
enxergar o elétron, mas é possível ver os efeitos que eles produzem sob determinadas condições. A
problematização desse projeto é: como tornar o ensino de eletromagnetismo mais didático para o
acadêmico de engenharia e assim ajuda-lo no processo de aprendizagem? Por que a bobina de Tesla
pode auxiliar na solução desse problema?
Texto limitado a 20 linhas
Justificativa
Uma das grandes dificuldades que os alunos de Engenharia enfrentam ao decorrer da disciplina de
Física III é a abstração dos conceitos relacionados ao eletromagnetismo. A bobina de Tesla se
enquadra nesse contexto como uma possível solução para o entendimento de conceitos como indução
eletromagnética, corrente alternada, ressonância, capacitância, rigidez dielétrica do ar, campo
eletromagnético, emissão de ondas de rádio, circuitos ressonantes, ionização de gases, entre outros
assuntos contidos na ementa da disciplina. Esse aparato pode acender lâmpadas fluorescentes e
lâmpadas de neons a alguns metros de distância conforme a potência do aparelho, além de produzir
faíscas brilhantes que proporcionam um efeito fantástico para quem está assistindo ao experimento.
A bobina de Tesla pode, portanto, ajudar didaticamente alunos de graduação de Engenharia,
estimular futuros estudantes da comunidade a ingressar em um curso de Ciências e Engenharia, e
pode também divulgar a ciência e aproximá-la da comunidade em geral.
Dentro de um projeto de iniciação científica, a construção de uma bobina de Tesla proporciona ao
acadêmico uma grande oportunidade de começar a investigação científica, em termos de pesquisar,
projetar e construir. Além de toda fundamentação teórica a ser revisada e consolidada, existe também
a vivência em produzir um material científico, o qual necessita de disciplina, organização, análise e
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dedicação, esses valores são importantes para preparar o acadêmico em um possível curso de
mestrado.
Texto limitado a 20 linhas
Objetivo Geral:
Atualmente no Centro Universitário Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul existe uma parte
construída de uma Bobina de Tesla de um projeto de pesquisa de alguns anos atrás. Portanto, o
objetivo geral deste projeto em avaliação é projetar novamente a Bobina de Tesla e construí-la
utilizando o material descrito acima que está localizado em um dos laboratório do curso de
Engenharia Elétrica.
Texto limitado a 05 linhas
Objetivos Específicos
•
•
•
•
•
Pesquisar sobre a Bobina de Tesla original, analisando o seu contexto histórico, a sua
importância, o seu funcionamento e suas aplicações.
Projetar uma nova Bobina de Tesla com base no aparato que está inacabado e foi descrito no
objetivo geral.
Elencar os materiais que são necessários para construir a Bobina de Tesla e encaminhar o
pedido de compras desses materiais ao setor responsável.
Construir e testar a Bobina de Tesla.
Propor metodologias e roteiros para auxiliar professores de Física e acadêmicos a manusear o
aparato.
Texto limitado a 15 linhas
Metodologia
Para a execução desse projeto, aplicar-se-á primeiramente a pesquisa sobre a Bobina de Tesla (BT)
em sites de divulgação científica, artigos de periódicos da Capes e livros de eletromagnetismo, com
intuito de compreender o contexto histórico da construção da BT original, a sua importância para
época e para os dias atuais, além de seu funcionamento e possíveis aplicações.
Finalizada a pesquisa teórica, será necessário projetar a BT considerando o aparato que já existe na
instituição. Para o projeto, utilizar-se-á o software TeslaMap disponível em
http://www.teslamap.com/download.html, esse recurso servirá para simular e ajudar nas dimensões
da BT e na escolha dos materiais necessários para sua construção. Após a finalização da lista de
materiais para aquisição e encaminhamento para o setor responsável, aguardar-se-á a chegada dos
materiais.
Com os materiais em mãos será possível construir o aparato e testá-lo. Essa etapa será realizada nos
laboratórios de Engenharia Elétrica da instituição em Jaraguá do Sul com a ajuda do técnico de
laboratório.
Depois de verificar o funcionamento seguro e eficaz da BT, um roteiro e método de operação do
aparelho será produzido para garantir a segurança e a durabilidade do equipamento.
Texto limitado em 02 página
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Fundamentação Teórica
Nikola Tesla, engenheiro iugoslavo radicado nos Estados Unidos da América, queria gerar e
transmitir correntes a grandes distâncias, pois na época, por volta de 1875, existia enormes perdas de
energia pelo efeito Joule associado à utilização de corrente contínua nos condutores. Tesla construiu
os primeiros alternadores para a produção de eletricidade. Em 1892, Tesla inventou um
transformador elevador de alta frequência denominada Bobina de Tesla (BT) (TESLA, 1892).
Os efeitos da BT são uma das mais fascinantes experiências da Física ou Engenharia Elétrica, com
importantes aplicações científicas e industriais como fornos de indução, geradores de descargas
elétricas em gases, detecção de vazamentos em sistemas de vácuo, etc. (CHIQUITO; LANCIOTTI
JR, 1999).
Segundo CHIQUITO e LANCIOTTI JR. (1999):
“Apesar de parecer complicada, a compreensão do funcionamento
de uma BT não necessita mais que o domínio dos conceitos físicos
básicos utilizados no estudo de circuitos oscilantes RLC. A
adequação destes conceitos à operação de uma BT pode ser feita
diretamente, sendo necessários apenas alguns cuidados devido à
forma particular de construção deste dispositivo.”
Em resumo, a BT consiste de um transformador com núcleo de ar com um capacitor primário com
alguns kV de tensão que descarrega sua carga em uma bobina primária, esta bobina é montada
próxima à base da bobina secundária, que por sua vez, com mais espiras é centrada sobre a bobina
primária, que entra em ressonância com sua própria capacitância e a do terminal do topo da bobina,
estas formam a capacitância secundária. A bobina secundária é ligada à terra. Os dois circuitos,
primário e secundário são ajustados para ressonar na mesma frequência, entre 50 e 500 kHz.
(QUEIROZ, 2006)
Além da importância científica, vale enfatizar a importância didática no processo de ensino e
aprendizagem que a BT pode proporcionar. Esse dispositivo serve de base para inúmeras ilustrações
de conceitos, entre eles, pode-se citar o campo eletromagnético, corrente alternada e descarga elétrica
(SILVA, 2012).
Texto limitado em até 05 páginas
3. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO ETAPA OU FASE DO PROJETO
Objetivo Específico
Pesquisar sobre a
Bobina de Tesla
original
Etapa/Fase (O que?)
Revisão Bibliográfica
Especificação (Como?)
Início
Semanas e meses
Término
Semanas e meses
Leitura de livros, artigos
e textos de sites de
divulgação científica.
03/08/2015
25/09/2015
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Setor de Pesquisa
Objetivo Específico
Etapa/Fase (O que?)
Projetar uma nova Projeto
Bobina de
Especificação (Como?)
Simular as dimensões
da Bobina no software
TeslaMap
Elencar os materiais Aquisição de materiais Analisar os resultados
da simulações e listar os
que são necessários
materiais necessários e
encaminha pedido para
o setor responsável.
Construir o aparato com
Construir e testar a Construção e testes.
o auxílio do técnico de
Bobina de Tesla.
laboratório e dos
instrumentos dos
laboratórios da
instituição.
Roteiros
Elaborar roteiros para a
Propor
execução
de alguns
metodologias e
experimentos
roteiros de
demonstrativos com a
experimentos.
Bobina.
Início
Semanas e meses
Término
Semanas e meses
26/09/2015
06/11/2015
07/11/2015
20/01/2016
21/01/2016
30/04/2016
01/05/2016
31/07/2016
4. REFERÊNCIAS
( Descrever as utilizadas na elaboração do projeto.Todas as referências deverão estar citadas no corpo do projeto,
conforme normas ABNT)
CHIQUITO, A.; LANCIOTTI JR., F. Bobina de Tesla: dos Circuitos Ressonantes LC aos
Princípios das Telecomunicações. Rio de Janeiro, RJ: Revista Brasileira de Ensino de Física,
vol. 22, 2000.
QUEIROZ, A. C. M. Bobina de Tesla. Rio de Janeiro, RJ, 2006. Disponível em:
<http://www.coe.ufrj.br/~acmq/tesla/BobinadeTesla.pdf>, Acesso em: 15 mai. 2015.
SILVA, D. S. S. A versatilidade da Bobina de Tesla na prática docente do ensino do
eletromagnetismo. Fortaleza, CE: Monografia de Graduação – Universidade Estadual do Ceará,
Cenro de Ciências e Tecnologia, Curso de Física, 2012.
TESLA, N. Experiments with alternate currents of high potencial and high frequency. New
York: The W. J. Johnston Company, LTD., 1892.
TESLA, N.; CHILDRESS, D. H. The fantastic inventions of Nikola Tesla. Illinois: Adventures
Unlimited Press. 1993.
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5. RESUMO DO ORÇAMENTO:
OBSERVAÇÕES: INFELIZMENTE É IMPOSSÍVEL PLANEJAR UM ORÇAMENTO DETALHADO DOS
MATERIAIS, POIS SERÁ FEITA UMA ANÁLISE DO QUE PODE SER APROVEITADO DO
DISPOSITIVO INACABADO QUE EXISTE NA INSTITUIÇÃO. DE MANEIRA GERAL, APÓS ANÁLISE
DO QUE PODERÁ SER APROVEITADO, SERÁ FEITO UMA PESQUISA DE PREÇOS E MATERIAIS
QUE SE ENQUADRAM NO ORÇAMENTO DE MIL REAIS DO PROJETO.
Elementos de Despesa
Participação em eventos1
Passagens e Despesa de
Locomoção.
Material de Consumo
( descrever todos os itens
ex:
Papel
A4,
disquetes,etc..)
Aquisição de Livros *
Cópias monocromáticas,
fotocópia colorida, fotos
aéreas, mapas, plotagens,
cópias em metro.
Equipamentos e Material
Permanente **
Outros ( Descrever
conforme padrão)
FERJ
Setor de Pesquisa
Quantidade Preço Unitário
R$
Contrapartida
(quando houver parcerias)
Quantidade Preço Unitário
R$
Diversos
materiais e
dispositivos
elétricos e
eletrônicos.
Total
R$
1000,00
Total do Projeto
* O valor não poderá exceder a 15 % do valor total solicitado para a execução do projeto.
** O valor solicitado deverá respeitar os critérios dispostos no Edital.
6-CRONOGRAMA DE DESEMBOLSO (R$) (Especificar o período em que os elementos de despesas serão
solicitados)
Objetivo
Específico
Elencar os
materiais que
são necessários
Elementos
de despesas
Período de
Solicitação
Materiais e
dispositivos
elétricos e
eletrônicos.
Novembro e
Dezembro de
2015.
1
Deverá estar justificada a despesa na Metodologia do projeto e aprovada pela Coordenação do
PROINPES
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Setor de Pesquisa
CONTRAPARTIDA
(quando houver parcerias)
Objetivo Específico
Elementos de
despesas
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