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O laboratório de Nikola Tesla (Shoreham, EUA)

O laboratório de Nikola Tesla (Shoreham, EUA)

O engenheiro-inventor ocupou-se principalmente com a eletrotécnica e foi sem dúvida uma das figuras mais geniais da Segunda Revolução Industrial.

Física

Palavras-chave

Tesla, Nikola Tesla, bobina de Tesla, turbina, lâmpada fluorescente compacta, motor de corrente alternada, gerador, bobina, corrente alternada, Indução eletromagnética, sem fio, ovo de Colombo, telégrafo, corrente elétrica, campo magnético, rede, energia, eletricidade, eletro, inventor, Edison, patente, física

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Perguntas

  • Quando viveu e trabalhou Nikola Tesla?
  • Qual era a nacionalidade de Nikola Tesla?
  • Onde faleceu Nikola Tesla?
  • Qual a unidade SI que tem o nome de Nikola Tesla?
  • Quantas das invenções de Nikola Tesla foram patenteadas durante a sua vida?
  • Qual destes não foi o principal campo de interesse de Nikola Tesla?
  • Quem foi o maior rival da Nikola Tesla?
  • Qual das seguintes expressões constituiu um termo popular para descrever a rivalidade entre Edison e Tesla?
  • Qual dos seguintes dispositivos não podia ser encontrado no laboratório de Nikola Tesla?
  • Qual dos seguintes dispositivos não podia ser encontrado no laboratório de Nikola Tesla?
  • Qual é a abreviação de corrente contínua?
  • Quem foi o patrão de Nikola Tesla nos EUA?
  • Que tipo de dispositivo conseguia Nikola Tesla conduzir utilizando tecnologia de rádio?
  • Que teoria ou lei foi criticada por Nikola Tesla, considerando-a logicamente falhada?
  • É verdade que Nikola Tesla inventou o primeiro telefone repetidor (ou seja, o primeiro altifalante)?
  • Qual destes foi o campo de pesquisa mais importante de Nikola Tesla em Colorado Springs?
  • É verdade que a Torre Wardenclyffe foi construída para ser um farol?
  • Qual destas áreas não era do interesse de Nikola Tesla?
  • Qual destas áreas ou dispositivos não era do interesse de Nikola Tesla?
  • Segundo a lenda, no seu leito de morte, qual das suas invenções considerou Nikola Tesla a mais importante?
  • Quem foi contemporâneo de Nikola Tesla?
  • Quem não foi contemporâneo de Nikola Tesla?

Cenas

Wardenclyffe

  • laboratório
  • Torre Tesla

O laboratório e a torre

Nikola Tesla chegou aos EUA em 1884 e trabalhou em vários laboratórios em Pittsburgh, Nova Iorque, Orange, Colorado Springs e finalmente em Warderclyffe, localidade hoje conhecida como Shoreham.

Em 1901, Tesla comprou a James Warden uma parcela de terreno em Long Island. A propriedade continuou posteriormente a ser conhecida como Wardenclyffe, o nome do proprietário anterior.

O plano de Tesla era criar uma estação de telégrafo sem fios. Contratou o escritório de arquitetura McKim, Mead & White para projetar o seu laboratório e a torre de transmissão.

Mais tarde, quis modificar os edifícios, mas não conseguiu encontrar investidores, porque JP Morgan, que já financiava o seu projeto, não apoiou as alterações propostas. Tesla abandonou então o projeto em 1906 e a torre de transmissão nunca entrou em funcionamento.

Após o início da I Guerra Mundial, até os apoiantes europeus de Tesla lhe viraram as costas. Em 1917, a torre foi desmontada e vendida para sucata. O espaço em si também foi vendido.

O laboratório

  • Nikola Tesla
  • aparelho de raios-X
  • bobinas de Tesla
  • turbina
  • motor de corrente alternada
  • ovo de Colombo
  • barco a controlo remoto

Estrutura e funcionamento

O prédio do laboratório abrigava o gerador, que produzia eletricidade. Estava ligado à torre de transmissão por um cabo.

A Torre Wardenclyffe (ou Torre Tesla) tinha 57 m de altura e 37 m de profundidade. A cúpula media 21 m de diâmetro.

Tesla acreditava que a torre teria sido uma solução para a transmissão de energia elétrica sem fios. Ele pensou que o ar e a terra eram suportes de transferência adequados. Ele teria usado a parte subterrânea da torre para transferir a energia elétrica pelo chão, pensando que, desta forma, a energia elétrica poderia ser transmitida quase sem nenhuma perda.

Os seus planos a longo prazo incluíam uma rede sem fios global que transferiria eletricidade para qualquer dispositivo em qualquer lugar.

Invenções

Invenções

Bobinas de Tesla (Colorado Springs)

Por volta de 1891, Tesla inventou a bobina de Tesla, que contém pelo menos duas bobinas de núcleo de ar. Estas conseguiam produzir altas tensões a altas frequências.

Este novo dispositivo foi inovador, porque usava ressonância elétrica com a ajuda das bobinas de núcleo de ar. Este sistema difere do transformador visto que tanto o circuito primário como o secundário estão em ressonância com a frequência de funcionamento. Mais tarde, esta sua invenção tornou-se um componente essencial de vários dispositivos.

As bobinas Tesla produzem fenómenos espectaculares sob a forma de descargas de coroa de alta tensão, que também dependem da parte superior de carga ligada ao circuito secundário.

Motor de corrente alternada

O motor de corrente alternada é uma das invenções mais famosas e mais importantes de Tesla, que construiu o protótipo em 1883, enquanto trabalhava em França. Foi nos EUA que em 1888 pPatenteou esta sua invenção, um motor accionado por um campo magnético rotativo.

A corrente alternada é uma corrente elétrica cuja direção e intensidade muda periodicamente.

O motor de Tesla contém duas partes fundamentais: um estator (parte fixa) e um rotor (parte móvel).

O estator consiste de várias bobinas excitadas por corrente alternada. O rotor pode ser um cilindro metálico simples mas, geralmente, aqui também se encontra uma bobina. As fases do funcionamento do motor são as seguintes:

1. A corrente alternada que flui nas bobinas do estator gera um campo magnético rotativo em redor destas bobinas.

2. Este campo magnético rotativo induz corrente elétrica na bobina do rotor.

3. A corrente elétrica induzida gera outro campo magnético em redor da bobina do rotor.

4. Devido ao campo magnético em redor da bobina do rotor, o pólo norte do rotor tenta virar em direção ao pólo sul do campo magnético do estator. No entanto, como o campo magnético rotativo está em contínua mudança ao redor das bobinas do estator, os dois pólos nunca se alinham e o rotor gira continuamente.

Um campo magnético rotativo é gerado apenas quando as bobinas do estator não funcionam ao mesmo tempo mas em fases diferentes. Se é usada corrente polifásica para accionar o motor, as bobinas do estator devem ser excitadas por diferentes fases de corrente para que se gere um campo magnético rotativo.

Quando o motor é accionado por corrente monofásica, a diferença de fase necessária para as bobinas do estator é produzido por condensadores (ou, hoje, pela eletrónica). O motor não irá arrancar sem alguma diferença de fase, mas, se ajudarmos o motor a arrancar, poderá girar sem a necessidade de uma diferença de fase.

Nikola Tesla e o seu antigo empregador, Thomas Edison, estiveram envolvidos na chamada Guerra das Correntes. Tesla era um defensor da corrente alternada, enquanto Edison foi um forte apoiante da corrente contínua.

Não só as suas demonstrações contemporâneas, mas também a história têm provado que Tesla tinha razão. Hoje, inúmeros dispositivos funcionam com o mesmo princípio que o seu motor de corrente alternada.

Barco a controlo remoto

O nascimento da teoria da rádio e a invenção do próprio dispositivo abriram o caminho para o desenvolvimento de outras áreas da transmissão sem fios.

O antecessor do controlo remoto de hoje foi construído por Tesla, que logrou controlar um barco com um controle remoto que tinha patenteado em 1898 e que usava ondas de rádio.

Tubos fluorescentes

Apesar do mito em torno do tubo fluorescente, não foi Tesla quem o inventou. No entanto, na década de 1890 Tesla trabalhou com tubos fluorescentes que eram alimentados por fontes de energia de alta frequência.

Tesla descreveu assim a reação aos seus tubos: "Quando os meus tubos foram exibidos publicamente pela primeira vez, foram vistos com um espanto impossível de descrever."

Ovo de Colombo

Em 1893, Tesla apresentou a sua invenção chamada Ovo de Colombo. Reza a lenda que Cristóvão Colombo fez com que um ovo se segurasse em pé, batendo-o na mesa, causando assim grande diversão entre o público e daí o nome.

O objetivo do dispositivo de Tesla era demonstrar o campo magnético rotativo e um motor de indução.

A base do dispositivo era um anel de ferro (estator - parte fixa), que estava ligado a quatro bobinas (eletroímans). O ovo de cobre girava numa plataforma de madeira. Uma fonte de corrente alternada era responsável pela criação do campo magnético apropriado.

Turbina

Turbina

A turbina que Nikola Tesla patenteou em 1913 era um dispositivo muito simples, mas altamente eficaz. A turbina sem lâminas era constituída por discos paralelos e o seu funcionamento baseava-se no fluxo centrípeta.

Esta turbina também trabalhava com gás e fluido. O fluxo de gás ou fluido rodava o eixo. A saída estava localizada na parte inferior da turbina. Ao alterar-se a direcção do movimento rotativo, também podia ser operada como uma bomba.

Tesla disse o seguinte sobre esta sua invenção: "Na minha invenção, praticamente toda a superfície é ativa. No balde da turbina, a ação não se estende a toda a volta; é necessária a existência de uma série de jatos. Mas, na minha turbina, há gás que viaja a toda a volta em espirais livres — procurando sempre o caminho com a menor resistência — e gastando toda a sua energia".

Apesar da turbina ser relativamente barata de construir e altamente eficaz, nunca se generalizou.

Reza a lenda que, no seu leito de morte, Tesla descreveu a turbina como a sua invenção mais importante. No entanto, o dispositivo caiu no esquecimento.

Nikola Tesla

Passeio

  • Nikola Tesla
  • bobina espiral
  • carga superior
  • aparelho de raios-X
  • bobinas de Tesla
  • turbina
  • motor de corrente alternada
  • ovo de Colombo
  • gerador
  • torno
  • tanque de combustível
  • barco a controlo remoto

Animação

  • Nikola Tesla
  • aparelho de raios-X
  • bobinas de Tesla
  • turbina
  • motor de corrente alternada
  • ovo de Colombo
  • barco a controlo remoto

Narração

Uma das figuras mais brilhantes da segunda revolução industrial, Nikola Tesla tornou-se um dos maiores inventores de todos os tempos com 146 patentes.

O inventor sérvio-americano nasceu em 1856 em Smiljan, no antigo Império Austríaco. Era muito dotado, mesmo enquanto adolescente, tendo mais tarde feito bom uso das suas habilidades, enquanto engenheiro e inventor.

Depois de Graz, Praga e Budapeste, mudou-se para Paris em 1882, onde trabalhou para a Continental Edison Company. Viajou por toda a Europa como engenheiro de serviço antes de se mudar para os EUA em 1884, para trabalhar com Thomas Edison.

Foi aí que passou os seus melhores anos como inventor. Foi responsável por várias ideias e invenções que estavam muito à frente do seu tempo, um grande número das quais ainda está presente em dispositivos atuais. Tesla, que partilha o nome com a unidade SI da densidade de fluxo magnético, foi um grande crítico da teoria da relatividade de Albert Einstein.

Morreu com 86 anos num quarto de hotel de Nova Iorque.

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