EQUACIONAMENTO E MODELAGEM DA BOBINA BIFILAR DE TESLA

Resumo

A Biotelemetria apresenta-se como uma importante técnica que possui várias aplicações na área de Biomedicina e outras. A dimensão da unidade remota ou sensora constitui um grande desafio dentro desta área, sendo que na maioria dos casos,deseja-se uma unidade o menor possível. Desta maneira, sensores passivos são interessantes, pois possibilitam uma menor dimensão do dispositivo e não necessitam de uma fonte própria de energia, ou bateria, que pode causar danos ao indivíduo monitorado caso ocorra vazamento do seu conteúdo químico. Deste modo,o sensor indutivo autorressonante apresenta-se como uma boa solução, uma vez que este pode ser construído com apenas um componente, neste caso um indutor.Por apresentar pequenas dimensões, este tipo de sensor possui uma baixa capacitância parasita, o que torna a sua frequência de ressonância bastante alta. Neste caso, a bobina bifilar idealizada por Nikola Tesla pode constituir-se de uma solução, uma vez que a idéia de Tesla era de aumentar a capacitância intrínseca de suas bobinas. Portanto, um entendimento físico e devido equacionamento da bobina bifilar se faz necessário, uma vez que, até onde se sabe, este tipo de abordagem não existe na literatura.A partir de uma análise das tensões entre espiras adjacentes, foi desenvolvido neste trabalho um equacionamento da bobina bifilar de Tesla, possibilitando a determinação do aumento da capacitância interna e, consequente, redução na frequência de ressonância desta bobina. Um modelo elétrico equivalente da bobina foi também elaborado através desta análise. Isto possibilita o projeto de bobinas bifilares e predição dos parâmetros capacitância e frequência de autorressonância desta bobina. Testes foram realizados ao comparar a frequência de autorressonância calculada e medida para diversos números de espiras,comprovando a validade do modelo e das equações desenvolvidas.