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Dispositivo de Levitação Eletromagnética

Estava procurando algo interessante sobre um dos projetos de Tesla quando me deparei com um circuito muito bacana, que se referia a levitação eletromagnética. A levitação sempre despertou muito a curiosidade humana, já que era associada com a magia e coisas do alem. Os mágicos levitavam suas Partners ou objetos, sem contar os discos voadores que abduziam vacas levitando-as. Fora esses fenômenos “inacreditáveis” e sobrenaturais, existe o lado cientifico da levitação, onde esse fenômeno sobrenatural se torna simples quando usamos a eletro-eletrônica.

 

levitação

 

É claro que não poderemos usar a eletrônica para levitar uma vaca, a não ser que ela esteja com a barriga cheia de pregos. Mas podemos fazer dispositivos relativamente simples para que permite a levitação de pequenos objetos de metal. Chamados de levitadores, levitrons, dispositivos anti-gravidade ou dispositivo de levitação, não existe mistério e nem magia, tudo é pura física. Quem nunca fez um eletroímã enrolando fios em forma de bobina em um prego. Esse é o princípio desse dispositivo bem legal que encontrei, ele é bem interessante já que é concebido para realmente levitar um objeto sem que toque em nada. Um eletroímã puxa o objeto mas não o levita, já que o objeto metálico tende a colar-se ao prego.

 

O eletroímã básico

eletroimã

 

 

Com esse circuito você pode fazer com que qualquer objeto  ferromagnético levite no ar, ficando parado sem  qualquer coisa visível para segurá-lo.  O segredo é simples, a um simples eletroímã  foi adicionado um circuito detector de passagem,  que controla a corrente enviada para o eletroímã . Toda vez que o objeto passa por uma determinada posição o eletroímã  recebe menos corrente e fica mais fraco, e quando o objeto desce o eletroímã   recebe mais corrente puxando o objeto. Com isso ele parece estar flutuando no ar sem a ajuda de nenhum dispositivo. O autor do projeto  usou como sensor ótico uma barreira formada por um LED infravermelho e um fotodiodo  infravermelho, assim ele detecta a posição do objeto.

A máquina de Levitar

 

 

O funcionamento do sensor  é o seguinte, se o objecto subir, o fotodiodo será menos iluminado e o circuito reduz a corrente na bobina do eletroímã. Se o objeto descer, o fotodiodo será mais iluminado e a corrente para o eletroímã vai aumentar. O circuito de controle deste aparelho de levitação eletromagnética usa um circuito integrado  amplificador operacional  1458 ou 4558 como comparador de tensão, mas qualquer outro circuito operacional pode ser usado, como por exemplo um LM741.

 

 

Levitador

 

O que controla a carga para o eletroímã é um transistor MOSFET de potência, que pode ser um IRFZ44, IRF540 ou IRF3205, no qual deve ter um dissipador. Já o eletroímã pode ser reaproveitado de algum relé ou bobina grande,  no caso, o autor usou uma bobina para o eletroímã com 1200 voltas  com um fio esmaltado de 0,4 mm de diâmetro em um núcleo de ferro com 8 mm de diâmetro. A bobina tem uma resistência de cerca de 8 Ohms e não foi projetada para operação contínua em pleno 12V pois ele dissipa 18 Watts. Ao operar o aparelho com o objeto levitando, a perda de potência real da bobina é muito inferior. Por isso não se deve deixar o aparelho ligado sem nada para ele levitar, já que assim toda a carga vai para a bobina, podendo queima-la.

Ajustes do Levitador

 

levitador eletroímã
Foto: Danyk http://danyk.cz

 

Eu aconselharia o uso de um trimpot  no lugar de R1,  diferentes fotodiodos tem sensibilidades diferentes, você talvez precise ajustar o valor de R1. Como medidas de tensões, quando  o fotodíodo é iluminado totalmente, sua tensão não deve ser inferior a 6 Volts  e no eletroímã quase 12 Volts. Quando  o fotodíodo não estiver iluminado, ou seja, quando o feixe de luz do LED  infravermelho é  totalmente interrompido, deve haver mais do que 6 Volts no fotodíodo e quase zero de tensão no eletroímã.

Se você tiver problemas com a estabilidade do dispositivo de levitação eletromagnética, ou seja, se o objeto começar a ficar muito instável ou vibrando, você deverá alterar a constante de tempo do circuito. Para fazer isso, você deve alterar o valor do capacitor  C1. Esse capacitor eletrolítico é originalmente de 4,7uF, mas você pode experimentar valores menores como 2,2uF até 1uF e valores  maiores como 10uF até 22uF. Com uma variação de 1uF a 22uF já será o suficiente para acertar o equilíbrio da constante de tempo, varie e teste até que o circuito entre em um estado estável como o do vídeo acima.

Mais informações você pode encontrar no site do projeto, se gostaram do artigo não esqueça de compartilhar, aproveite,  curta nossa página no Facebook e a página no Google + .

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