I. INFORME DEL PROYECTO1.1 Ttulo MINI BOBINA DE TESLA1.2 ObjetivosObjetivo general Disear un modelo de una mini bobina de Tesla en base a los diferentes proyectos realizados anteriormente por otros investigadores. Objetivos especficos Crear en el estudiante iniciativas de invenciones en proyectos electrnicos. Comprobar la teora por medio de la prctica. Aumentar la capacidad de desarrollo investigativo, prctico y cientfico.

1.3 ResumenPresentamos en esta prctica un modelo de una mini bobina de Tesla que es capaz de alcanzar un gran voltaje pero con un amperaje bajo (corriente). Los materiales de este modelo se seleccionaron de acuerdo a la posicin en la tabla AWG elctrica, para generar el voltaje que se necesita de tal manera que el experimento se lleve a cabo de manera eficaz, y segura.Se realiz varias experimentaciones con distintos tipos de cables de bobinado hasta que fue seleccionado el correcto para los fines especficos buscados en la prctica. La chispa que se registr alcanzo los 0.5cm de longitud desde la bobina hasta el foco de gas fosforescentes.

1.4 Palabras clave: (AWG, contacto, flyback)

1.5 Introduccin

Nikola Tesla fue un inventor, ingeniero mecnico e ingeniero elctrico y uno de los promotores ms importantes del nacimiento de la electricidad comercial. Se lo conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo terico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia elctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifsico de distribucin elctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolucin Industrial.

Una bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante, llamado as en honor a su inventor, Nikola Tesla. Las bobinas de Tesla estn compuestas por una serie de circuitos elctricos resonantes acoplados; Tesla experiment con una gran variedad de bobinas y configuraciones, as que es difcil describir un modo especfico de construccin que satisfaga a aquellos que hablan sobre bobinas de Tesla. Las primeras bobinas y las bobinas posteriores varan en configuraciones y montajes. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas elctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.

Primeras bobinasAmerican Electrician da una descripcin magntica o de su misma magnitud, de una de las primeras bobinas Tesla, donde un vaso acumulador de cristal de 15 cm por 20 cm es enrollado con entre 60 y 80 vueltas de alambre del mayor porcentaje cobre No. 18 B & S. Dentro de ste se sita una bobina primaria consistente en entre 8 y 10 vueltas de cable AWG No. 6 B & S, y el conjunto se sumerge en un vaso que contiene aceite de linaza o aceite mineralda. Bobinas Tesla disruptivasEn la primavera de 1891, Tesla realiz una serie de demostraciones con varias mquinas ante el American Institute of Electrical Engineers del Columbia College. Continuando las investigaciones iniciales sobre voltaje y frecuencia de William Crookes, Tesla dise y construy una serie de bobinas que produjeron corrientes de alto voltaje y alta frecuencia. Estas primeras bobinas usaban la accin disruptiva de un explosor (spark-gap) en su funcionamiento. Dicho montaje puede ser duplicado por una bobina Ruhmkorff, dos condensadores y una segunda bobina disruptiva, especialmente construida. La bobina de Ruhmkorff, alimentada a travs de una fuente principal de corriente, es conectada a los condensadores en serie por sus dos extremos. Un explosor se coloca en paralelo a la bobina Ruhmkorff antes de los condensadores. Las puntas de descarga eran usualmente bolas metlicas con dimetros inferiores a los 3 cm, aunque Tesla utiliz diferentes elementos para producir las descargas. Los condensadores tenan un diseo especial, siendo pequeos con un gran aislamiento. Estos condensadores consistan en placas mviles en aceite. Cuanto menor eran las placas, mayor era la frecuencia de estas primeras bobinas. Las placas resultaban tambin tiles para eliminar la elevada auto inductancia de la bobina secundaria, aadiendo capacidad a sta. Tambin se colocaban placas de mica en el explosor para establecer un chorro de aire a travs de l. Esto ayudaba a extinguir el arco elctrico, haciendo la descarga ms abrupta. Una rfaga de aire se usaba tambin con este objetivo. Los condensadores se conectan a un circuito primario doble (cada bobina en serie con un condensador). Estos son parte de la segunda bobina disruptiva construida especialmente. Cada primario tiene veinte vueltas de cable cubierto por caucho No. 16 B & S y estn enrollados por separado en tubos de caucho con un grosor no inferior a 3 mm. El secundario tiene 300 vueltas de cable magntico cubierto de seda No. 30 B & S, enrollado en un tubo de caucho y en sus extremos encajado en tubos de cristal o caucho. Los primarios tienen que ser suficientemente largos como para estar holgados al colocar la segunda bobina entre ambos. Los primarios deben cubrir alrededor de 5 cm del secundario. Debe colocarse una divisin de caucho duro entre las bobinas primarias. Los extremos de las primarias que no estn conectados con los condensadores se dirigirn al explosor. En, System of Electric Lighting, Tesla describi esta primera bobina disruptiva. Concebida con el propsito de convertir y suplir energa elctrica en una forma adaptada a la produccin de ciertos nuevos fenmenos elctricos, que requeran corrientes de mayores frecuencia y potencial. Tambin especificaba un mecanismo descargador y almacenador de energa en la primera parte de un transformador de radiofrecuencia. sta es la primera aparicin de una alimentacin de corriente de RF capaz de excitar una antena para emitir potente radiacin electromagntica.Otra de estas primeras bobinas Tesla fue protegida en 1897 por patente, Electrical Transformer. Este transformador desarrollaba (o converta) corrientes de alto potencial y constaba de bobinas primaria y secundaria (opcionalmente, uno de los terminales de la secundaria poda estar conectada elctricamente con la primaria; similarmente a las modernas bobinas de encendido). Esta bobina Tesla tena la secundaria dentro de y rodeada por las convoluciones de la primaria. Esta bobina Tesla constaba de bobinas primaria y secundaria enrolladas en forma de espiral plana. El aparato estaba tambin conectado a tierra cuando la bobina estaba en funcionamiento.1.6 Materiales y Metodologa

Materiales empleados en el proyecto.

CantidadArtculo

1Tubo PVC

195 mts.Alambre de cobre esmaltado calibre 18

3 mts.Tubo de cobre esmaltado calibre 12

6 mts.Cable dplex calibre 16

1Regulador de voltaje, sec 5000 Volts 50 Volts-Ampere (VA) 30mA (tipo Tesla)

2Clavijas

1Foco de 18w a 54 volts

8Hojas de acetato para copias tamao carta

1flyback

1 mt.Papel aluminio

4Tiras de madera de 2 x 1cm x 15 cm de largo

Herramienta necesaria

Desarmador plano y de cruzPinza de corte y pinza de puntaTijerasRegla graduadaTaladroArco y seguetaLija

Esquema del regulador de voltaje con el flyback

Esquema de la bobina de Tesla

Funcionamiento El transformador T1 carga el capacitor C1 y se establece una diferencia de potencial muy grande (alta tensin) entre las placas de ste. El voltaje tan elevado es capaz de romper la resistencia del aire haciendo saltar una chispa entre los bornes del explosor EX.La chispa descarga el capacitor C1 a travs de la bobina primaria L1 (con pocas espiras) estableciendo una corriente oscilante. Enseguida el capacitor C1 se carga nuevamente repitiendo el proceso. As resulta un circuito oscilatorio de radiofrecuencia al que llamaremos circuito primario.La energa producida por el circuito primario es inducida en la bobina secundaria L2 (con mayor nmero de vueltas) la cual es resonante a la frecuencia natural del primario, esto es, que oscila a la misma frecuencia en que est trabajando el circuito primario. El circuito oscilante secundario se forma con la inductancia de la bobina secundaria L2 y la capacidad distribuida en ella misma. Finalmente este circuito oscilante secundario produce ondas electromagnticas de muy alta frecuencia y voltajes muy elevados. Las ondas que se propagan en el medio hacen posible la ionizacin de los gases en su cercana y la realizacin de diversos experimentos.PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION

1. Se realiza el embobinado secundario en un tubo de PVC de 2.5 pulgadas2. El toroide de la bobina se realiza con un tubo de ventilacin.3. El embobinado primario se elabora con tubo de cobre calibre 12 sobre un cilindro de acrlico.4. Se implementa el circuito regulador de voltaje , con la utilizacin de materiales establecidos (1.6), para que al momento de generar la chispa dar un modo de regulacin y no tener inconvenientes con los materiales de dicha prctica.5. Se cortan (G) a la mitad y las partes resultantes se doblan a la mitad. Estas servirn como pasador para mantener unidas las placas de papel aluminio de cada extremo. Al (E) se le hacen dos orificios de 3/16" con una separacin de 7cm. Se hacen otros dos orificios del lado no perforado para fijarlo a la madera con dos pijas. Se toma el capacitor se quitan dos tuercas de dos de los extremos de (D) y se meten los tornillos, procurando apretar el capacitor para que no se desbarate. Se enroscan las tuercas fuertemente. El capacitor debe quedar sujeto al ngulo6. Para el explosor se colocan 2 ngulos. Se hace un orificio de 1/4" a 2.5cm de altura en la parte de 4cm de largo de cada ngulo. En cada orificio

1.7 ResultadosLa bobina fue diseada como resultado de la investigacin y en experiencias de otros investigadores que desarrollaron dicho dispositivo y as llegar a la implementacin fsica y despus hacer las debidas pruebas de funcionalidad para dar por concluido el objetivo. Nuestro dispositivo tiene la capacidad de generar un alto voltaje y con esto logra encender un foco.

1.8 Conclusiones

La bobina de Tesla es un dispositivo que utiliza el principio de resonancia, en este caso elctrica, para la elevacin en la frecuencia de una seal de voltaje mediante un transformador especial que genera la emisin de un plasma en el aire circundante. Reforzamos experiencias utilizando los distintos accesorios de la bobina de Tesla Creamos en nosotros los nimos para el desarrollo de nuevos inventos en proyectos electrnicos. Aumentamos la necesidad de investigacin, y luego llevar a la prctica basados en mtodos cientficos que se conocieron en la indagacin.

1.9 RECOMENDACIONES:

No acercar aparatos electrnicos a la bobina. La alta tensin de radiofrecuencia quema los circuitos transistorizados. El transformador y la bobina producen una tensin muy alta y por ningn motivo deben tocarse con las manos.

Es preciso que las primeras pruebas y experimentos se realicen bajo la supervisin de un profesor o una persona mayor conocedora de los peligros que representan los altos voltajes.

1.10 Referencias bibliogrficas

Chiquito, A. J., & Lanciotti Jr, F. (2000). Bobina de Tesla: dos Circuitos Ressonantes LC aos Princ pios das Telecomunica ces.Revista Brasileira de Ensino de F sica,22(1). Pichorim, S. F., & Destefani, F. A. (2010). Estudo de Bobina Bifilar de Tesla como Sensor para Engenharia Biomdica.Anais do XXII Congr. Bras. de Eng. Biomdica, 359-362. Arruda, S. M., & Toginho Filho, D. O. (1991). Laboratrio caseiro de fsica moderna.Caderno Catarinense de Ensino de Fsica, 232-236. Castillo Martnez de Olcoz, I. J. (2006).Sentido de la luz, El. Ideas, mitos y evolucin de las artes y los espectculos de la luz hasta el cine. Universitat de Barcelona. Garca Ceballos, C. A. (2013). Anlisis constructivo para restaurar una bobina de tesla y evidenciamiento de un entorno ionizado.

Anexos: Implementacin mini bobina

Conexin de los cables de la bobina

Acabado de la mini bobina

Haciendo pruebas con la bobina

Encendido de un foco con la bobina