MINI BOBINA DE TESLA Juan José Carvajal Barrios, jjcarvajal@un Barrios,
[email protected] icauca.edu.co u.co,, Jorge Andrés Vargas Córdoba,
[email protected] , Juan David Vargas Rendón, jdvargas@ jdvargas@unicauca unicauca.edu.co .edu.co,, Gustavo Hernán Paz Macías,
[email protected], Universidad del cauca, Programa ingeniería electrónica y telecomunicaciones, Laboratorio de electromagnetismo .
Abstract: In this laboratory practice a model of the Tesla Coil was designed in order to observe and verify the behavior of the electric charges and their effect on others, thus validating the concepts of electrostatics.
Nikola Tesla fue un inventor, ingeniero mecánico, ingeniero eléctrico y físico. Destacado por sus invenciones en el campo del electromagnetismo desarrolladas a finales del siglo XIX y a principios del siglo XX. En la primavera de 1891, Tesla demostró ante el instituto americano de ingenieros de la universidad de Columbia que todo tipo de aparatos podían ser alimentados por un único cable sin un conductor de retorno, ese día se convirtió en uno de sus más grandes inventos, este sentó la base para la transmisión inalámbrica de corriente eléctrica. Este invento fue patentado en 1891 y llamado “bobina de tesla” en honor a Nikola Tesla, este aparato es un tipo de transformador resonante, que toma una pequeña carga de energía y la transforma en algo potente. Una bobina de tesla actual puede operar con picos de potencia elevados, muchos mega voltios, por tanto, debe ser manipulada de una manera
Segura. Si se hace un ajuste inapropiado en el aparato, este puede dañar o destruir el cable de la bobina debido a una chispa de descarga.
MARCO TEORICO
Campo magnético: Magnitud vectorial que representa la intensidad de la fuerza Donde “0 ” magnética. representa la permeabilidad magnética, “N” el número de espiras, “I” la corriente, y “r” el radio en el sistema a analizar.
=
2
(Toroide)
= 0
= 0
(Solenoide)
Fuentes magnético:
de
campo
Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático, si
es constante. Por otro lado tenemos el campo magnético que es generado por los imanes los cuales poseen magnetita dentro de su composición.
Fuerza magnética: La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorenz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Donde la Fuerza viene definida por el producto cruz entre la longitud “L” y el campo magnético “B” multiplicado por la corriente o el producto cruz entre la velocidad “v” de la partícula y el campo magnético “B” multiplicado por la carga “q” de la partícula
entre el vector de campo y el vector de área.
⋅ ⃗ = cos =
diferencia de potencial (también denominada voltaje) 12 es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas.
⃗ = ⃗ Flujo
Bobina primaria: Se denomina así porque esta es la que recibe el voltaje de entrada. Además de generar un campo magnético variable e inducir una corriente en la bobina secundaria para generar un voltaje de salida muy grande.
⃗ =
Voltaje: La tensión eléctrica o
magnético:
El flujo magnético (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. El flujo magnético viene dado por la siguiente ecuación donde “N” representa el número de espiras en el sistema, “B” como el campo magnético, “A” el área de la superficie y “” el Angulo
Bobina
segundaria:
Se denomina así porque esta es la que entrega el voltaje trasformado. Además, produce ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia y de voltaje muy elevado ionizando las moléculas del aire, además genera capacitancias parasitas, cada par de espiras como son dos conductores y en medio tienen aire que es un dieléctrico conforman un condensador con
capacitancia muy cerrando el circuito.
pequeña
MATERIALES - Alambre de cobre esmaltado #16.
- Alambre de cobre aislado. - Resistencia de 22k ohmios. - Transistor. - Transformador 12v de salida. - Tubo PVC de 1/2 pulgada. - Una pequeña pelota - Papel de aluminio - Cinta adhesiva - Estaño - Pila de 9v con un conector - Un interruptor - Base (Madera) - Cable de cobre de 15 cm.
PROCEDIMIENTO
DISEÑO EXPERIMENTAL
Se envuelve la bobina primaria con el alambre magneto esmaltado en él tuvo PVC, sin dejar espacios entre cada una de las espiras. En donde comienza y termina el embobinado lo aseguramos con cinta adhesiva. Terminado lo anterior, procedemos a ubicar en la base de madera el transistor, el interruptor y la bobina. Ahora soldamos una pata de la resistencia a la pata central del transistor o base del transistor. Retiramos el esmalte de uno de los extremos de la bobina y lo soldamos a la pata central del transistor. Envolvemos 2 espiras del cable de 15 cm alrededor de la bobina y pegamos uno de los extremos a la tabla.
La otra punta del cable la soldamos a la pata derecha del transistor. Ahora hacemos un puente entre la punta del cable que está pegado a la tabla con la punta de la resistencia sin soldar, y soldamos en ambos lados. La punta de la resistencia que acabamos de soldar, le empalmamos un cable y lo soldamos con un borne del interruptor. Soldamos las puntas del cable conector de la batería, el cable rojo lo soldamos al borne central de el interruptor y el cable negro en la pata izquierda del transistor. Conectamos la batería al conector de esta para probar su funcionamiento.
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La bobina de tesla puede operar con niveles de potencia con picos muy altos, hasta muchos mega voltios. Por ello debe ser ajustada y operada cuidadosamente, no solo con eficiencia y economía, sino también por seguridad.
Bibliografía •
https://www.biografiasyvidas.c om/biografia/t/tesla.htm
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https://es.wikipedia.org/wiki/Nik ola_Tesla
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https://es.wikipedia.org/wiki/Bo bina_de_Tesla
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http://fedetesla.blogspot.com.co/p/teoria_ 15.html
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https://www.ucm.es/data/cont/d ocs/76-2013-07-1129_Tesla_coil.pdf
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https://es.slideshare.net/jgutierr ez87/electricidad-ymagnetismo-raymond-aserway-6ta-edicion-mcgraw-hill
Preguntas
Conclusiones •
Se ha concluido que la bobina de tesla es un dispositivo capaz de emitir descargas eléctricas que pueden llegar a medir varios metros y emitir luz por medio de la generación de pulsos de alta tensión.
