Electricidad y electrónica. La bobina de tesla

Bobina de Tesla

Autor 1 ORTIZ RESENDIZ, Autor 2 CRUZ VEGA, Autor 3 LARA CONEJO, Autor 4 HERNÁNDEZ DE ALBA, Autor 5 GOMEZ ROJAS.

Academia de Física

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería campus Guanajuato

Instituto Politécnico Nacional

77daviid@gmail.com

Resumen

Introducción

La bobina de tesla fue desarrollada en 1981 por Nikola Tesla, el desarrollo un generador de alta frecuencia y alta tensión con el cual proyectaba trasmitir la energía eléctrica sin necesidad de conductores.

El funcionamiento de una bobina de tesla comienza desde el enchufe eléctrico doméstico, a partir de allí la corriente es llevada al transformador intensificador. Este transformador eleva la corriente domestica de 110 volts a varios miles.

Del trasformador, la electricidad se mueve hacia el capacitor. El capacitor funciona como una especie de batería de almacenamiento a corto plazo para la energía eléctrica. Una vez que el capacitor está cargado por completo, la electricidad se mueve hacia un entrehierro.

El entrehierro funciona como un interruptor que rápidamente enciende y apaga la electricidad. El entrehierro se enciende, liberando la electricidad dentro de la bobina primaria.[pic 1]

Por lo general la bobina primaria se encuentra en la base de la bobina secundaria. Esta bobina puede tener forma de platillo, cónica o helicoidal. Está hecha usualmente de alambre de cobre de calibre grueso o tubos de cobre. El movimiento de la electricidad dentro de la bobina primaria crea un campo magnético que colapsa y se descarga nuevamente dentro del capacitor. La electricidad pasa por el espacio del interruptor hacia la bobina primaria y viceversa. El intercambio entre el capacitor y la bobina primaria puede suceder cientos de miles de veces por segundo.

Cada vez que la electricidad pasa del capacitor hacia la bobina primaria, la bobina secundaria toma un poco de la energía. La bobina secundaria está hecha de muchas vueltas de un alambre de calibre inferior al de la bobina primaria. Normalmente, la bobina secundaria aumentaría el voltaje por el bobinado secundario dividido el bobinado primario. Por ejemplo, si hay 10 vueltas en la bobina primaria y 1000 en la bobina secundaria, el voltaje incrementa 100 veces. Debido a la resonancia de la bobina de Tesla, de todos modos, es posible que se alcancen voltajes mucho más altos.[pic 2]

El componente final de la bobina de Tesla es el capacitor terminal. Por lo general, se trata de un toroide o esfera. Este se coloca encima de la bobina secundaria, y es en donde la acción visible toma lugar. Cuando se carga, libera su energía en el aire circundante.[pic 3]

Tesla esperaba que su experimento tuviera muchas aplicaciones, la aplicación principal que el deseaba era poder transmitir electricidad a grandes distancias sin necesidad de cables.

Actualmente existen generadores capaces de aventar una descarga eléctrica, en forma de rayo, a más de 40 metros de distancia.

El generador realizado en clase es mas sencillo debido principalmente a cuestiones de seguridad, ya que si decidimos crear una bobina de tesla a 110 volts el resultado se multiplicaría y causaría un riesgo potencial si no se hace adecuadamente.

Desarrollo

        Material

• Triplay de 17.5 cm x 8 cm
• Batería de 9v
• Conector para la batería
• Transistor 2N2222A
• Resistencia de 22KΩ
• Interruptor
• Tubo de PVC de 8.4 cm de largo x 2.1 cm de diámetro
• 20 metros de alambre de cobre de medio mm de grosor
• Pistola de silicón
• Silicón
• Cautín
• Soldadura
• Grasa para soldar
• Cable de 1 mm de grosor x 15 cm de largo
• Foco ahorrador

El experimento consiste en enrollar el tubo desde un extremo con el alambre y lo fijamos con cinta, al enrollar el tubo no debemos dejar espacios vacíos, continuamos enrollando hasta llegar al otro extremo y colocamos cinta para fijarlo, debemos dejar un poco de alambre en cada extremo ya que estas serán las terminales con las que conectaremos la bobina.

Una vez que ya esté listo el embobinado lo pegamos a la base de triplay con el silicón, ponemos también el interruptor y además fijamos el transistor con los números hacia arriba, con cinta a la base.

Pelamos las puntas que dejamos del embobinado para quitarle el esmalte que lo cubre.

Soldamos a la pata central del transistor la resistencia y un extremo de la bobina.

Pegamos un extremo del cable a la base, le damos dos vueltas a la bobina y pegamos el otro extremo del cable.

Soldamos un extremo del cable a la pata derecha del transistor

El otro extremo del cable lo soldamos a la parte final de la resistencia y lo conectamos a un extremo del interruptor

Conectamos el cable rojo del conector de la pila a la otra pata del interruptor y el cable negro al lado izquierdo del transistor

Fijamos la batería al triplay y lo conectamos.

Opcional le podemos poner una bola de aluminio en la parte de arriba de la bobina y conectar el extremo que faltaba de la bobina.

Evidencias

[pic 4][pic 5]

[pic 6][pic 7]Evidencias[pic 8][pic 9]

Interpretación de resultados

Para entender cómo es que enciende un foco ahorrador al acercarlo a la bobina de tesla es necesario entender un poco el funcionamiento de una lámpara fluorescente compacta también conocido como foco ahorrador.

Cuando enroscamos la lámpara CFL en un portalámpara  y accionamos el interruptor de encendido, la corriente eléctrica alterna fluye hacia el balastro electrónico, donde un rectificador diodo de onda completa se encarga de convertirla en corriente directa y mejorar, a su vez, el factor de potencia de la lámpara. A continuación un circuito oscilador, compuesto fundamentalmente por un circuito transistorizado en función de amplificador de corriente, un enrollado o transformador (reactancia inductiva) y un capacitor o condensador (reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente alterna con una frecuencia, que llega a alcanzar entre 20 mil y 60 mil ciclos o Hertz por segundo.

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