Nikola Tesla è stato uno degli inventori più visionari della storia. Aveva un sogno: trasmettere energia elettrica senza fili. All’inizio del '900 immaginava un mondo in cui ogni casa potesse ricevere elettricità dall’aria, come oggi riceviamo il Wi-Fi. La sua invenzione più iconica è la bobina di Tesla, una macchina in grado di trasformare l'energia in uno spettacolo di fulmini.
La bobina di Tesla è un trasformatore risonante, cioè un dispositivo che aumenta moltissimo la tensione elettrica, sfruttando il principio della risonanza elettromagnetica.
🔧 Struttura base:
Bobina primaria: avvolgimento collegato a un condensatore e uno spinterometro. Qui parte il gioco!
Bobina secondaria: tantissimi avvolgimenti che raccolgono l’energia “risuonante” del sistema.
Terminale (torus): da cui escono le scariche.
⚙️ Cosa succede dentro:
Il condensatore si carica e poi si scarica all’improvviso attraverso lo spinterometro.
Questo crea un’oscillazione elettrica nel circuito primario.
L’oscillazione induce una corrente nel circuito secondario che, se sintonizzato alla stessa frequenza risonante, amplifica la tensione.
Si raggiungono decine o centinaia di migliaia di volt, che ionizzano l’aria e generano scariche elettriche visibili.
La bobina di Tesla è perfetta per parlare di trasformazioni energetiche:
Energia elettrica → energia magnetica → di nuovo elettrica → energia luminosa e termica (scariche)
Esempio chiave di conservazione e trasformazione dell’energia.
Può essere confrontata con:
le centrali elettriche, dove si trasforma energia chimica o meccanica in elettrica.
i trasformatori della rete elettrica, che funzionano su principi simili (ma meno scenografici!).
la trasmissione a induzione, oggi usata in caricabatterie wireless, treni a levitazione magnetica, microfoni e casse Bluetooth.
Anticipa il principio del wireless power transfer.
Base concettuale per la radio (Tesla e Marconi furono rivali).
Ha ispirato tecnologie moderne come:
Tesla Coil musicali (suono generato da scariche)
Ricarica induttiva
Trasferimento energetico nei chip RFID e nei microimpianti medicali
Esperimento 1 – Induzione elettromagnetica
Obiettivo: mostrare come un campo magnetico variabile genera corrente.
Materiali: bobina, calamita, LED o voltmetro.
Collega con la bobina di Tesla come “cugina maggiore” del fenomeno.
Esperimento 2 – Mini bobina Tesla o Plasma Ball
Dimostrazione: scariche visibili, accensione di lampadine fluorescenti a distanza.
Discussione: ionizzazione dell’aria, campo elettrico, trasferimento senza fili.
Esperimento 3 – Simulazione della risonanza
Materiali: pendoli con la stessa lunghezza legati da un filo.
Mostra come due sistemi con la stessa frequenza “si parlano” – come le due bobine!
Progetta una tecnologia del futuro basata sul principio della bobina di Tesla:
Energia trasmessa nell’aria?
Città senza fili?
Medici che curano a distanza con campi elettrici?
Accendi la Bobina di Tesla.
Avvicina una lampada fluorescente (spenta e non collegata a nulla) al terminale della bobina o nel campo di scarica.
Come per magia… ✨ la lampada si illumina nell’aria, senza fili!
Questo avviene grazie al campo elettrico oscillante ad alta frequenza che induce una corrente nel gas dentro la lampada.
Il neon è un gas nobile monoatomico (Ne, Z=10). È chimicamente inerte, ma può essere ionizzato quando assorbe energia sufficiente a rimuovere un elettrone.
Quando la lampada al neon viene avvicinata alla bobina di Tesla:
Il campo elettrico ad alta frequenza penetra nel vetro del tubo (nonostante l’isolamento), specialmente se il vetro è sottile.
Questo campo accelera gli elettroni liberi presenti nel gas (es. da raggi cosmici, radioattività naturale o residui di accensione).
Gli elettroni acquistano abbastanza energia da ionizzare altri atomi di neon tramite urti: e−+Ne→Ne++2e−e^- + Ne \rightarrow Ne^+ + 2e^-e−+Ne→Ne++2e−