Construí um Gerador de Estado Sólido com Bobina de 500 Voltas (e Bobina Trifer)

Gancho

Liguei o gerador de estado sólido hoje usando uma bobina de 500 voltas em cima, mais uma bobina trifer grande embaixo, e observei ele carregando lentamente o banco de capacitores enquanto o osciloscópio enlouquecia com picos de 400 a 900 volts.

Assista a este experimento

Começamos com cerca de 15 volts e meio ampère entrando no PWM. Isso aciona um timer dual MOSFET que pulsa a bobina trifer e o enrolamento superior. A saída passa por um diodo direto para o banco de capacitores e vemos aproximadamente 28 volts na carga.

O que você vai aprender

Você vai ver exatamente como a bobina trifer é enrolada, em que frequências eu me fixei, como a folga no núcleo de ferro afeta as coisas, e o que o osciloscópio realmente mostra quando isso funciona. Todos os números vêm direto da bancada.

Da bancada

A bobina de baixo é a trifer: 666 voltas de fio 20 AWG mais um fio 22 AWG e outro de 30 ou 32 AWG (não consegui medir com precisão o calibre exato). O centro tem 11.000 voltas de 32 AWG. A bobina de cima tem 1.500 voltas de 20 AWG. O núcleo de ferro passa por quase tudo, mas deixa uma pequena folga para que as duas metades do núcleo não se toquem.

A entrada fica em 15 V e 0,5 A. A saída no banco de capacitores marca cerca de 28 V com a carga conectada. O pequeno capacitor de 4700 µF 63 V enche rápido; o banco C grande carrega devagar porque tem muito mais capacitância.

Como funciona / o que mudamos

A energia vai para o PWM que define a frequência e o ciclo de trabalho. O PWM aciona o driver dual MOSFET para um pulso mais limpo. Em 83 Hz o LED azul pisca bem e a tensão sobe. Eu me fixei em torno de 100–200 Hz depois de sentir um leve cheiro de fumaça de transistor. O osciloscópio mostra uma forma de onda selvagem — picos saltando de 600 até os 900 pico a pico, depois estabilizando em 400-600 quando diminuímos a velocidade. Os MOSFETs definitivamente limpam as bordas comparado ao PWM puro.

Bobina Trifer

A bobina trifer fica embaixo com três fios de bitolas diferentes compartilhando um mesmo núcleo de ferro. Iniciamos o ciclo do gerador na bitola 22, ligamos em série através do enrolamento central e depois enviamos tudo por um diodo para o banco de capacitores. As bitolas mistas mais a folga no núcleo parecem criar a carga lenta mas constante que estou vendo. É basicamente um grande carretel de cobre sobrando enrolado em uma bobina de PLA impressa em 3D com ferro, com o núcleo entrando até a metade da seção superior.

Checklist do construtor

• Enrole a bobina trifer inferior: 666 voltas 20AWG + fio gatilho 22AWG + fio 30/32AWG
• Enrole o centro: 11.000 voltas 32AWG
• Enrole a superior: 1.500 voltas 20AWG
• Insira o núcleo de ferro com folga (não deixe as metades se tocarem)
• Ligue o PWM ao driver dual MOSFET
• Diodo da saída 22AWG para o positivo do banco de capacitores
• Comece em 100 Hz e fique de olho no calor
• Monitore a tensão tanto do capacitor pequeno quanto do banco C grande

Solução de problemas

Se sentir cheiro de queimado, diminua a frequência — os MOSFETs não aguentam tudo que eu jogo neles. O traço do osciloscópio parece irregular no começo; diminuir a base de tempo ajuda a ver claramente os picos de 400-600 V. Se o banco C carregar muito devagar, lembre que ele tem muito mais capacitância que o capacitorzinho de 4700 µF, então a velocidade parece diferente mas pode ser parecida na prática.

Segurança

Esses picos chegam a centenas de volts. Mantenha os dedos longe da saída enquanto estiver funcionando. Os capacitores mantêm carga depois de desligar — descarregue-os antes de tocar. Comprei MOSFETs extras porque espero que alguns soltem fumaça.

FAQ

Por que a folga no núcleo de ferro? Ela impede que o caminho magnético fique totalmente fechado; a transcrição diz que as metades “não estão realmente conectadas” exceto pelos campos.

Posso rodar isso sem o driver MOSFET? Acho que os pulsos ficam melhores com ele, mas o vídeo comenta que você pode tentar PWM direto, embora os resultados possam variar.

Qual frequência funciona melhor? Entre 100-200 Hz deu as melhores imagens no osciloscópio e tensão subindo no banco de capacitores.

Isso é energia livre? Não, estamos medindo 15 V a meio ampère de entrada e 28 V de saída em carga — interessante, mas ainda segue as regras normais.

Relacionados neste site

• Como Enrolar Bobinas para Motor de Pulso (Passo a Passo)
• Melhor Bitola de Fio para Bobinas de Motor de Pulso (Guia AWG)
• Motor de Pulso vs Motor Bedini: Qual a Diferença?
• Lendo a Saída do Osciloscópio em um Motor de Pulso
• Entendendo o Back EMF em Motores de Pulso

Assista a este experimento no YouTube

• ▶ Assista completo no YouTube