Progettazione e prototipazione di una Bobina di Tesla

This thesis describes the design, construction, and experimental characterization of a rotary spark gap Tesla coil. The project was developed through simulations using software based on the finite element method (FEM) for the design of the primary and secondary circuits, and subsequently validated through the construction of a prototype. The main design parameters were analyzed, including resonant frequency, coupling coefficient, quality factor of the resonant circuit and configuration of the discharge system. Particular attention was devoted to comparing the performance predicted by the theoretical model with that observed experimentally, highlighting the influence of construction constraints, practical issues, and non-ideal phenomena, such as parasitic capacitances and system tuning. The results obtained demonstrate the importance of experimental optimization for achieving maximum performance and confirm the validity of the adopted design approach.

La presente tesi descrive la progettazione, la realizzazione e la caratterizzazione sperimentale di una bobina di Tesla a scintillatore rotante (Rotary Spark Gap Tesla Coil). Il progetto è stato sviluppato mediante simulazione con software basato sul metodo ad elementi finiti per il dimensionamento dei circuiti primario e secondario e successivamente validato attraverso la costruzione del prototipo. Sono stati analizzati i principali parametri progettuali, tra cui frequenza di risonanza, coefficiente di accoppiamento, qualità del circuito risonante e configurazione del sistema di scarica. Particolare attenzione è stata dedicata al confronto tra le prestazioni previste dal modello teorico e quelle osservate sperimentalmente, evidenziando l'influenza delle necessità costruttive, delle problematiche pratiche e dei fenomeni non idealizzati, come le capacità parassite e il tuning del sistema. I risultati ottenuti mostrano l'importanza dell'ottimizzazione sperimentale per il raggiungimento delle massime prestazioni e confermano la validità dell'approccio progettuale adottato.