Suonare una bobina Tesla? Si può fare!

Avete mai sentito (e visto) una bobina Tesla suonare? La produzione precisa dei suoni e lo spettacolo visivo degli archi luminosi rendono la performance qualcosa di unico. Molto virale è il video in cui delle bobine ad alta tensione vengono usate per suonare la famosissima canzone “Africa” dei Toto. Ma come è possibile, e cosa serve per far suonare delle bobine Tesla? Di seguito proveremo a spiegarlo.

La bobina Tesla

La bobina tesla è un trasformatore risonante ad alta tensione. Essa deve il nome al suo inventore, Nikola Tesla, che nel 1891 ne presentò il primo prototipo. La bobina tesla è un tipo di trasformatore con nucleo ad aria che consiste in due o più circuiti elettrici accoppiati in risonanza. Tesla le usò per condurre innovativi esperimenti sulla luce elettrica, fluorescenza, raggi X, fenomeni di corrente alternata ad alta frequenza, trasmissione di segnali elettrici e di energia elettrica senza fili. Una particolarità di questa bobina è quella di riuscire ad accendere i tubi fluorescenti senza che questi siano collegati ad alcun impianto elettrico: basta avvicinare il tubo alla bobina per vederlo accendersi. Inoltre, essa è capace di generare fulmini, come quelli di origine atmosferica, ma ridotti in intensità.

Componenti del sistema

Dal punto di vista elettrico, la bobina, come in figura, è composta da:

• Generatore di tensione alternata a frequenza nominale di sistema (50 o 60 Hz);
• Trasformatore elevatore, per poter elevare la tensione in uscita;
• Condensatore, per l’accumulo di carica;
• Spinterogeno, la cui apertura scocca la scintilla, e permette al condensatore di scaricarsi;
• Avvolgimento primario della bobina tesla, un’induttanza che genera campo magnetico al passaggio di corrente;
• Avvolgimento secondario della bobina, simile al primario ma con numero di spire maggiore, e connesso a terra;
• Toroide, che funge da condensatore, accumulando così tanta carica da generare i fulmini.

Il funzionamento di base

Il funzionamento, come spiegato da un articolo di La Promenade, è semplice: il trasformatore di alimentazione a corrente alternata carica il condensatore HV finché la sua tensione è sufficiente a irrompere nello spinterometro. L’apertura (dello spinterometro) scocca scintille, permettendo al condensatore caricato di scaricarsi nell’avvolgimento primario, aumentando la frequenza di oscillazione. La corrente induce un campo magnetico al primario, che genera un campo nel secondario e quindi una corrente indotta. La tensione invece aumenta di un fattore pari al rapporto del numero di spire. Il toroide, soggetto a così elevate tensioni, accumula un’elevata quantità di carica. La differenza di potenziale tra il circuito secondario e l’aria determina la formazione dei fulmini.

Come suonare la bobina tesla

L’onda sonora è un’onda di pressione, che ha origine dalla immediata espansione e contrazione del mezzo in cui si propaga (aria, acqua, ecc.). Come durante i temporali vediamo il fulmine e successivamente sentiamo il tuono, lo stesso meccanismo si presenta con la bobina tesla, considerando che il mezzo di propagazione del suono è sempre l’aria. Questo però produrrebbe solo suoni molto lontani dalla melodia di una canzone. Come fare allora?

Ciò che si utilizza per suonare una bobina tesla è il potenziometro. Oltre alla misura della potenza nei circuiti, esso è ampiamente utilizzato in elettronica come regolatore di tensione, come in questo caso. Regolando la tensione iniziale, si riesce a gestire l’energia di scarica, e di conseguenza la temperatura e la produzione di onde sonore.