tesla lugo_ bobina de tesla.pdf

912015 TESLA LUGO BOBINA DE TESLA

httpteslalugoblogspotcomessearchlabelBOBINA20DE20TESLA 121

iexcliexcliexclATENCIOacuteN INFORMACIOacuteN IMPORTANTE

Una parte de los montajes que se publican en este blog son peligrosos y algunos potencialmente letales Debo advertiros que las precauciones se deberaacuten de extremar almaacuteximo sobre todo en el caso de realizar experimentos con altas tensiones Toda la responsabilidad respecto a posibles accidentes recaeraacute sobre las personas quedecidan llevar a la praacutectica alguno de estos disentildeos A los menos introducidos en la temaacutetica de las Bobinas de Tesla les sugiero que antes de intentar construir una leanlas recomendaciones de seguridad de esta paacutegina

Gracias a todos

072421 pm

3 de octubre de 2012

ACCESORIOS Y CONSIDERACIONES

Este montaje concluye con el mando de control necesario para el manejo de la bobina a cierta distancia Con el tenemosmayor seguridad de ejecucioacuten y disponemos de la monitorizacioacuten baacutesica de su funcionamiento Es totalmente artesanal igualque el resto de la bobina y su disentildeo fue en cierto modo condicionado por la disponibilidad de algunos componentes

CONTACTO

AMPLIFICADORA TRIODOS SECON 6AS7

BOBINA DETESLA

CALENTADORSOLAR

ESCALERA DEJACOB

ESTACIOacuteNDESOLDADORA

SUMARIO

Mostrando entradas con la etiqueta BOBINA DE TESLA Mostrar todas las entradas



Chasis del mando realizado en aluminio

La carcasa es de chapa de aluminio de 25mm de grosor con laterales en MDF lacados en negro (como el mueble base dela bobina) En su parte posterior se situacutean los conectores de entrada y salida de alimentacioacuten principales (dos cetactranscuadro 2P+T) para el rotor dispone de un conector IEC hembra de panel y para el control del limitador de corriente unconector XLR hembra para chasis Incorpora tambieacuten dos portafusibles de montaje en superficie (de formato 5 X 20mm) unopara proteger el rotor (5A) y otro para la maniobra (500mA)

Panel posterior con las conexiones

En su parte superior se encuentran los controles manuales distribuyeacutendose de la siguiente forma tres interruptores rotatoriosde dos polos ONOFF (originalmente eran conmutadores trifaacutesicos a los que se les ha desprovisto de un polo y bloqueadouna posicioacuten) el primero es para activar la primera fase general que inicia el voltiacutemetro y la alimentacioacuten de los testigosLED el segundo rotor pone en marcha por medio de un releacute el circuito de regulacioacuten de velocidad para el descargadorrotatorio (eacuteste tiene su potencioacutemetro de mando tambieacuten en superficie) y el tercero armado que lleva tensioacuten de excitacioacutenjusto hasta el pulsador de disparo que al cerrarse energiza la bobina del contactor de potencia que alimenta a la fuente de ATPor uacuteltimo estaacute el pulsador limitshyoff que activa al contactor que anula el limitador de corriente cortocircuitando el balastoinductivo bypass on Las fases de encendido son secuenciales esto es que si se desactiva uno de la serie los que lesiguen de forma ascendente se desconectan

Panel superior con todos los controles

Los indicadores voltiacutemetro amperiacutemetro y cuentavueltas son reconstruidos Originalmente eran tres amperiacutemetros demedicioacuten indirecta (250A) de un sistema trifaacutesico pero como casi todo se pueden transformar en otro instrumento Una vezdesmontados y limpiados procedo a remover sus bobinas originales y sustituirlas por otras adecuadas a su nueva tareaPara el voltiacutemetro empleeacute hilo sacado de un solenoide de 48V incluido en un releacute defectuoso (como es fino se prestoacute muybien para esta labor) Loacutegicamente la impedancia resultante no me permitiacutea su conexioacuten en paralelo a 230V pero siacute a unpequentildeo transformador con un secundario de 9V al final ajusteacute el nuacutemero de espiras para que pudiese llergar la aguja casi

RADIO TIPOGALENA

SOLDADORAPOR PUNTOS



hasta el final de la escala (227V que era la tensioacuten de red medida con el poliacutemetro) e imprimiacute en papel fotograacutefico una nuevacaraacutetula graduada y modificada por medio de Photoshop (con el tope de escala en 250V) asiacute al conectar este pequentildeotransformador a la liacutenea medimos la tensioacuten de la red de forma indirecta con una aceptable precisioacuten en su tercio de escalamaacutes alto necesario para monitorizar el voltaje de trabajo y el nivel de las caiacutedas de tensioacuten durante su funcionamiento Otraventaja de usar este transformador es que me permite sacar tensioacuten de su secundario para rectificarla y filtrarlaadecuadamente y asiacute alimentar los testigos LED Me gusta maacutes emplear CC en los LED de alto brillo porque de esta manerano se manifiesta ese nada agradable parpadeo de 50Hz visible al conectarlos a CA tambieacuten es maacutes sencillo de nivelar suluminosidad e igualar el brillo de los cinco de una forma maacutes exacta empleando para ello resistencias ajustables de bajovalor

El amperiacutemetro fue el maacutes faacutecil de construir Tras retirar su bobinado original se coloca uno nuevo formado por dos espiras deconductor de cobre riacutegido grueso y esmaltado soldadas a conciencia para resistir la intensidad total que absorberaacute el circuitoCon esta configuracioacuten aumenta mucho su capacidad respecto al disentildeo original permitiendo su disposicioacuten en serie sinnecesidad de transformador de intensidad Al igual que con el voltiacutemetro realiceacute una calibracioacuten aproximada en este casocon una pinza amperieacutetrica (poniendo cargas resistivas conocidas como una plancha de asar o una estufa ) y luegoajustando una nueva impresioacuten de escala en papel fotograacutefico

Aspecto de la escala original de los amperiacutemetros

El cuentarrevoluciones no es tal realmente estaacute construido de forma similar al primer voltiacutemetro (bobinado con el mismo hilo)pero en este caso con algunas espiras menos Se conecta directamente al secundario (75V) de otro pequentildeo transformadorque teniacutea entre mis repuestos y su primario de 230V en paralelo a las conexiones de alimentacioacuten del rotor de forma que alvariar su velocidad por medio del circuito de control a triac variacutea la tensioacuten del secundario en este transformador (de formasimilar a un variac) midiendo asiacute de forma indirecta del mismo modo que el primer voltiacutemetro A fondo de escala puse10000RPM que es lo que indicaba el fabricante de la amoladora en sus datos teacutecnicos (velocidad teoacuterica alcanzada cuandose conecta a 230V aprox es decir el tope superior regulado por el circuito de control de velocidad) luego el resto de laescala la distribuiacute de forma proporcional Aunque carezca de veracidad lo visualizado no importa lo realmente uacutetil es que enla escala modificada podemos ver y memorizar los puntos de mejor rendimiento de la bobina y de esta forma ajustarlaraacutepidamente en cada ejecucioacuten No pretendo en ninguacuten caso buscar exactitud con estos indicadores modificados (y baratosporque fueron donados) sino maacutes bien controlar de forma raacutepida y visual si algo va mal en la ejecucioacuten o si directamentealguna etapa no funciona

Las caraacutetulas con las inscripciones de los mandos las he hecho con el programa CorelDRAW van impresas tambieacuten enpapel fotograacutefico y cubiertas por unas placas de metacrilato de 3mm de grosor que las protege Las leyendas de lasconexiones posteriores se hicieron com una etiquetadora DYMO

El panel inferior es una tapa para poder acceder a su interior fabricada con la misma chapa de aluminio que el chasisDispone de cinco grandes orificios con rejilla metaacutelica de proteccioacuten para la circulacioacuten de aire (al igual que en la partesuperior) y cuatro patas plaacutesticas con fieltro antideslizante para su apoyo



Evolucioacuten en el proceso de fabricacioacuten

Mando terminado con la primera fase activada



Vista posterior con las conexiones

Esquema eleacutectrico

Especiales agradecimientos a Enrique primo de mi esposa por ayudarme en la elaboracioacuten del chasis del mando poniendoa mi disposicioacuten su taller de carpinteriacutea metaacutelica sus herramientas y su infinita paciencia iexcliexcliexclGRACIAS

Prueba de funcionamiento del mando de control

TOMA DE TIERRA

La toma de tierra para la bobina (tierra de RF) merece una mencioacuten especial puesto que si no es lo suficientemente buena laTesla no rendiraacute todo lo que pudiera e incluso se podriacutea tornar maacutes peligrosa de lo que es en condiciones normales

Hay que diferenciarla separaacutendola de la tierra de seguridad de la instalacioacuten domeacutestica Lo ideal seriacutea tomarla del exterior ypara ello emplearemos picas varillas enrejados o placas metaacutelicas clavadas o enterradas en el suelo de forma concentradao maacutes o menos dispersas dependiendo de la humedad y dificultad de perforacioacuten del suelo (cuanto maacutes huacutemedo mejor) Si alfinal empleamos varias picas o placas se deben de unir todas a un mismo cable el cual seraacute el conductor de tierra de RF Sepuede aumentar la conductividad del terreno antildeadiendo al suelo donde se clavaron o enterraron los electrodos una disolucioacutende sal comuacuten u otras sales que tengan un alto grado de disociacioacuten Los terrenos muy pedregosos arenosos o secos soncomplicados para poder obtener una tierra apta a tal fin Para casos difiacuteciles como ya indicamos anteriormente unaalternativa para ejecutar su funcionamiento con seguridad es el empleo de una Jaula de Faraday



Modos de realizar una toma de tierra

Jaula de Faraday rodeando a una Bobina Tesla

DESCARGA DEL CONDENSADOR PRIMARIO

Tras cada ejecucioacuten una vez desconectada de la red y antes de manipular nada en la bobina hay que tomar la precaucioacutende descargar el condensador primario de alta tensioacuten cortocircuitando sus terminales para ello nos valdremos de una lanzaaislante con un conductor en su extremo capaz de efectuar un contacto simultaacuteneo en sus dos bornes En mi caso estaacuteconstituida por un tubo de PVC de 1m de longitud para el mango aislante y para el extremo conductor un segmento de 25cms de varilla roscada M8 de acero Las resistencias de descarga incluidas en cada condensador del MMC no son fiables al100 para una descarga raacutepida y total

Picas de tierra y descargador manual de seguridad

SEGURIDAD DE EJECUCION

Para los que vayais a realizar un proyecto similar insisto en que debeis de extremar la seguridad Ante todo no acercarsedemasiado que no haya nintildeos ni animales circulando cerca alejar los aparatos electroacutenicos de su periacutemetro maacutes cercano(ya que pueden resultar dantildeados) poner siempre tierra de seguridad a los controles nuacutecleos y chasis de los transformadores(salvo algunas excepciones mencionadas en la elaboracioacuten de la fuente de AT) conectar a la tierra de RF las estructuras dela bobina propensas a ser alcanzadas por una descarga del toroide evitar la presencia de objetos metaacutelicos cercanos(ajenos al montaje se entiende) porque pueden quedar cargados si no disponen de contacto a tierra no ejecutar con altogrado de humedad relativa que no haya presencia de materiales ni gases altamente inflamablesy ante todo tener un



En Lugo a 31012 4 comentarios

extintor a mano Siempre ejecutar su funcionamiento en un lugar bien ventilado (debido a la produccioacuten de ozono y oacutexidos denitroacutegeno) tener precauciones por su elevado nivel sonoro etc

iexcliexcliexclBuena suerte

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CARGA CAPACITIVA CONDENSADOR SECUNDARIO

Situado en la parte superior de la secundaria al topload se le puede considerar como una de las dos placas que conforma elcondensador secundario la otra seriacutea la tierra o la estructura metaacutelica de la Jaula de Faraday (como alternativa) y entre ellasactuando como dieleacutectrico el aire que las separa Las descargas en forma de serpentinas que emergen de este elemento sonla consecuencia visible y audible del alto voltaje generado

De antemano cualquier superficie que actuacutee como placa nos puede servir aunque las formas maacutes extendidas son el toroide yla esfera Muchas veces se construyen de forma empiacuterica antildeadiendo maacutes o menos superficie y observando los resultadosobtenidos pero si disponemos de aplicaciones especiacuteficas de caacutelculo como el TeslaMap se simplifica bastante su disentildeoOtra alternativa son las calculadoras online como estos dos ejemplos Toroide y esfera

Para el doble toroide de mi montaje he empleado tubos flexibles de aluminio de Oslash110 y Oslash150mm Se podriacutea haber optado poruno solo maacutes grueso y de mayor diaacutemetro pero no disponiacutea de una sujecioacuten lo suficientemente grande como para centrarlocorrectamente El toroide superior es el mayor elaborado con el tubo de 150mm para formar un aro de 45cms de diaacutemetrototal y el inferior con el de 110mm y 35cms de circunferencia Los extremos de los tubos se unen con cinta adhesivaaluminizada y se fijan de forma superpuesta mediante dos recipientes (tambieacuten de aluminio) con forma de tronco coacutenicocomprados en un almaceacuten de productos chinos para conformar algo parecido a una llanta en la cual se sujetan los toroidesdel mismo modo que un neumaacutetico (mediante tres pernos largos hechos de varilla roscada) En su centro en la partesuperior he antildeadido un soporte para fijar (de forma opcional) tres varillas de acero que sobresalen del toroide mayor porarriba con un aacutengulo de 120ordm entre siacute esto es para ayudar a salir las serpentinas al concentrar las cargas en tres pequentildeospuntos maacutes exteriores aun que el borde del toroide Seguacuten sean los resultados se podraacute modificar su disentildeo (al igual que lasecundaria) pero de momento nos centildeimos a la teoriacutea

Paraacutemetros para calcular la capacidad del topload

Resultados finales calculados por TeslMap

Como podemos apreciar en los resultados finales esperados la frecuencia de resonancia en el circuito secundario estaraacutesobre los 103KHz (estimaacutebamos inicialmente unos 100KHz) y para sintonizar el circuito primario a este valor deberemos de



conectar el borne moacutevil del condensador de alto voltaje en un punto situado entre las espiras 8 y 9 de la primaria tal y comoindica TeslaMap Apreciamos que la capacidad oacuteptima de la carga superior estaacute muy proxima a lo que se espera conseguircon los dos toroides (359pF frente a 362pF) y la inductancia necasaria en la primaria para su sintonizacioacuten es de 317microH

Doble toroide sobre su base

El conjunto estaacute sustentado por medio de tres barras de polietileno de alta densidad enfundadas en sendos tubos corrugadosde PVC y fijados a un tapoacuten plaacutestico (tb de PVC) de Oslash160mm que sirve de base de montaje (igual al de la de la bobinasecundaria) Entre el tapoacuten y el extremo superior del tubo de la secundaria se intercala un manguito del mismo materialnecesario para el encaje de estas dos piezas La conexioacuten a la secundaria es mediante cable flexible con un conector tipobullet macho de 25mm que sube por el interior de uno de los tubos corrugados hasta conectar con la llanta de aluminio

Vista inferior del conjunto

Cable de conexioacuten a la secundaria

Varillas para facilitar las descargas




Secundaria y doble toroide unidos por el manguito de PVC

He preparado una carga capacitiva alternativa al doble toroide realizada con esferas compuesta por cuencos de aceroinoxidable de IKEA (Blanda Blank) unidos mediante varillas roscadas M4 y tubo de aluminio este uacuteltimo empleado para cubrirlos segmentos de varilla que eran visibles En total son tres esferas de Oslash200mm separadas 120ordm entre siacute mas una grandeen el centro de Oslash360mm Sus extremos van rematados por cuatro bolas de acero (del mismo tipo que las empleadas en eldescargador de seguridad de la fuente de AT) para sujetar y poder desmontar el conjunto cuando sea preciso El tipo deconexioacuten a la bobina secundaria es ideacutentico al de la carga constituida por el doble toroide

Seguacuten mis caacutelculos dispondraacute de una capacidad en torno a lo 60pF con lo que la frecuencia de resonancia del circuitosecundario descenderaacute hasta los 85KHz esta nueva situacioacuten nos obligaraacute a resintonizar el toque del condensador de altatensioacuten en un punto situado entre la espira 10 y la 11 de la primaria

Probareacute las dos y veremos cual es la que arroja mejores prestaciones aunque posiblemente sea la primera (los toroides sonmayoriacutea en las Teslas que se ven por Internet)

La principal razoacuten de construir esta nueva carga es que personalmente me resulta maacutes esteacutetica si dispusiese de toroides dealuminio no corrugados a precios asequibles como los que se ven en algunas de estas bobinas posiblemente no lohiciesepero bueno esperemos resultados

Carga capacitiva conformada por esferas


21 de septiembre de 2012

BOBINA SECUNDARIA



De la bobina secundaria se podriacutea decir que es el inducido del sistema puesto que debido a las variaciones en el flujo delcampo magneacutetico creado por la bobina primaria se induciran en ella altos voltajes Para un buen funcionamiento deberaacute deestar lo suficientemente aislada del resto de componentes de forma que no salten arcos voltaicos hacia el circuito primario ytambieacuten en lo referente a conexiones puesto que solo se necesita un cable para conectar el extremo inferior a una buenatoma de tierra (independiente de la de seguridad) la cual conformaraacute la tierra de RF Es factible tambieacuten ejecutar de formaalternativa a la conexioacuten de tierra su funcionamiento conectaacutendola a una jaula de Faraday a modo de red metaacutelica que rodeea toda la bobina

Es a diferencia de la primaria una bobina compuesta de muchas espiras de hilo de cobre esmaltado (en eacutesta es imperativoque el conductor tenga aislamiento puesto que las vueltas van sin separacioacuten entre siacute) El hilo es de relativo poco grosor y sedispone sobre un tubo aislante que generalmente suele ser de PVC aunque valen otros materiales metacrilado plexiglaacutestubos de resinas sinteacuteticaspero nunca madera cartoacuten aglomerados fibrosos (porque siempre tienen humedad o tienden acaptarla) y por supuesto jamaacutes se emplearaacuten tubos metaacutelicos (aunque esteacuten aislados) o que contengan trazas de materialesconductores como polvo de metales o carboacuten Las formas pueden ser ciliacutendricas (las maacutes extendidas) y coacutenicas (troncocoacutenico)

Secundaria de 125 X 60

Secundaria de tronco coacutenico

Se construyen con diferentes diaacutemetros y grosores de hilo (eacutestos son directamente proporcionales a la potencia admisible)aunque las maacutes extendidas en potencias medias son las de 4 y para alta las de 8 en adelante las de 6 (como la de nuestromontaje) tienen un excelente equilibrio entre rendimiento y tamantildeo contenido

Concretamente la mia estaacute dispuesta sobre tubo de PVC de Oslash16cm(63) del empleado en conducciones de agua el hilo decobre esmaltado es de 067mm (asymp 22AWG) y con eacuteste se realizan un total de 1400 espiras aprox resultando una longitudbobinada de 105 cms Antes de empezar es recomendable lavar bien el tubo por dentro y sobre todo por fuera con alguacutensolvente orgaacutenico o con alcohol esto es para eliminar restos de grasas humedad y cualquier suciedad que pudieseentorpecer su funcionamiento o pudiese deteriorar el conductor de cobre por corrosioacuten Una vez bien limpio y seco sebobinaraacute usando guantes para no contaminar el hilo con la posible sudoracioacuten de las manos (el sudor es un buen conductoreleacutectrico por su contenido en ClNa) y no arruinar de esta forma el resultado final por una posible inutilizacioacuten debido a lapeacuterdida de aislamiento entre sus espiras causada por arcos voltaicos



Mi secundaria de 63 X 413

De entrada para cualquier bobinador avezado el disentildeo pareceraacute desproporcionado puesto que los ratios de relacioacuten deaspecto para estos diaacutemetros suelen estar sobre 45shy41 y el mio estaacute en aprox 651 esto es asiacute principalmente por quererexperimentar con hilo relativamente grueso (porque la fuente de AT dispone de bastante potencia) lo que al final se traduceen maacutes longitud de lo normal por disponer de muchos giros En cualquier caso los resultados dirimiraacuten si le aplico unrecorte (que por aquiacute estaacute muy de moda) o la dejo como estaacute

Introducimos los datos baacutesicos en TeslaMap y nos devuelve resultados estimados sobre su inductancia y capacitanciaparaacutesita asiacute como el nuacutemero de espiras la longitud necesaria para su construccioacuten su relacioacuten de aspectoy un adelanto dela capacidad oacuteptima que debe tener la carga superior

Entrada de datos para los caacutelculos de la secundaria

Resultados estimados

Una vez bobinada hay que aislar las espiras lo maacutes que se pueda y para ello se emplea barniz especial para bobinados (elmismo esmalte que tiene el hilo de cobre) aunque tambieacuten nos puede servir barniz de poliuretano Se aplican dos o maacutescapas dejando secar entre cada aplicacioacuten el resultado tiene un aspecto viacutetreo y uniforme Esta operacioacuten nos asegura amayores una buena sujecioacuten del hilo ayudando a que no se muevan las espiras o se aflojen



Barniz aislante especial para aplicaciones eleacutectricas

Para fijarla en su lugar he empleado un tapoacuten de 160 que va centrado y pegado en la parte superior del mueble base aunquelo ideal seriacutea realizar esto con tornillos de nylon pero por aquiacute no los tenian de suficiente tamantildeo como para sujetarlocorrectamente Evitar en lo posible el uso de tornillos metaacutelicos (no son recomendables dentro de la secundaria porquepueden perturbar el campo y favorecer posibles arcos internos)Para su conexioacuten soldeacute un cable flexible identificado como tierra de 15mmsup2 a la prolongacioacuten de la uacuteltima espira inferiorpracticando un orificio de 3mm en el lateral del tapoacuten de forma que el cable salga visible atravesando el estante superior delmueble base hacia la borna general de tierra de RF (los dos cables de conexioacuten o los dos extremos de la bobina no deben irnunca por dentro de eacutesta) y para la conexioacuten superior otro cable con un terminal tipo bullet hembra de 25mm para disponerde una praacutectica unioacuten al toroide en este caso el cable va interior pero separado por gruesos discos de espuma depoliuretano del resto del tubo Con el empleo de estos cables flexibles en ambos extremos imprimimos estabilidad mecaacutenicaevitando que se rompa el fino hilo de cobre en sucesivas manipulaciones debidas a los montajes

Conexioacuten al toroide

La disposicioacuten final respecto a la primaria es de unos 2cms por encima del plano de eacutesta (siempre la ultima espira un pocopor encima del nivel del comienzo de la primaria) y a su vez separada unos 25shy3cms de la perpendicular del primer giro dela espiral

Ubicacioacuten respecto a la primaria

Existe una evolucioacuten en las Bobinas de Tesla en la cual se emplean tres bobinas Una primaria semejante a lo visto y dossecundarias en taacutendem (secundaria + terciaria) la primera secundaria con menos espiras y maacutes gruesas que el disentildeosimple y la segunda secundaria o terciaria muy parecida en disentildeo a la normal aunque con una gran carga capacitiva yaislada del suelo puesto que la tierra de RF la toma la bobina anterior estas dos se unen de forma aeacuterea por medio de unconductor especial o liacutenea de transmisioacuten Esto descrito a grosso modo es lo que se conoce como el Tesla MagnifyingTransmitter

Alguacuten diacutea si puedo lo construireacute Para ello hace falta un gran jardiacuten plagado de tomas eleacutectricas industriales con el que poderalimentarlo y sobre todo con pocos vecinos alrededor




Esquema baacutesico de un Tesla Magnifier

Si estaacute bien dimensionado y ajustado funciona muy bien

Tengo que agradecer a mis compantildeeros y profesor de praacutecticas del curso Montaxe e mantemento de instalacioacutens solaresfotovoltaicas realizado en el antildeo 2011 en las dependencias de La Fundacioacuten Laboral de la Construccioacuten de Lugo lacolaboracioacuten prestada para la elaboracioacuten de la bobina secundaria siendo el primer componente construido y comenzandoaquiacute la idea de desarrollar este montaje iexcliexclGRACIAS



CONDENSADOR PRIMARIO DE ALTA TENSIOacuteN

El condensador primario es el encargado de almacenar la energiacutea momentaacuteneamente tras ser cargado por la fuente de AT(E=frac12CmiddotVsup2) luego eacutesta se transfiere a la bobina primaria (E=frac12LmiddotIsup2) al dispararse el spark gap y de esta forma se producen lasoscilaciones de alta frecuencia

Sin lugar a dudas se le puede considerar como el componente maacutes critico en el montaje de una Bobina de Tesla si realmenteno disponemos de mucho presupuesto para el conjunto del proyecto es en este componente donde menos debemos deescatimar costes

Los condensadores empleados tienen que reunir una serie de cualidades que no son muy comunes entre ellas podermanejar altas tensiones tener una buena respuesta en altas frecuencias entregar una alta intensidad de pico en sudescarga tener bajas peacuterdidas y un excelente comportamiento a variaciones instantaacuteneas de voltaje (dvdt) y ante todo quetengan una buena fiabilidad puesto que las condiciones de trabajo que se dan en una de estas bobinas son infernales paracualquier capacitor aparentemente apto

Muchos bobinadores construyen sus condensadores de forma artesanal normalmente con hojas de acetato como aislante ylaacuteminas de aluminio para conformar las armaduras del condensador Otros se decantan por el empleo de botellas llenas deagua salada u otro electrolito vaacutelido (Nikola Tesla empleaba eacutestas como condensadores en muchos de sus montajes) aquiacute eldieleacutectrico (aislante) es el vidrio y las armaduras o placas del condensador son por un lado el electrolito por dentro (con unelectrodo colector en forma de varilla metaacutelica en su centro) y por el otro en el exterior de la botella un forro de papel dealuminio o cualquier otro recubrimiento metalizado Aunque funcionan distan mucho de comportarse como los comercialespor varios motivos no son muy fiables (falla frecuentemente su dieleacutectrico por perforacioacuten) variaciones o baja estabilidad ensu valor capacitivo lo cual afecta directamente al ajuste de sintoniacutea con la primaria (obligando a efectuar correccionesfrecuentes) peacuterdidas a altas frecuencias posible aparicioacuten del efecto corona etctodo ello debido a su constitucioacuten materialy a su disentildeo



Condensador artesanal de laacuteminas de acetatoaluminio

Condensador de botellas de agua salada



Ejemplos de condensador tipo MMC

La capacidad y el voltaje de trabajo de este condensador nos lo va a determinar la fuente de AT por su tensioacuten de salida y sucapacidad de entrega de corriente (a maacutes entrega de corriente maacutes capacidad para cargar condensadores de mayor tamantildeode forma efectiva) Para ganar en fiabilidad la tensioacuten de trabajo se suele sobredimensionar hasta el doble de la entregadapor la fuente en su valor de pico que es el nivel de tensioacuten al que se carga un condensador en un circuito de corriente alterna(Vp=Vef middotradic2) lo que en mi caso concreto es de aprox 13KV

Conseguir condensadores unitarios de altas cualidades para una Tesla con la capacidad requerida y con voltajes de trabajomiacutenimo de 24shy26KV no es faacutecil Los industriales de pulsos son muy caros y raros de encontrar y si se estropea tienes quedesecharlo todo al no exixtir posibilidad de reparacioacuten Una buena alternativa (la empleada mayoritariamente) es la deconformar un condensador a partir de varias unidades maacutes pequentildeas con rango de tensiones normalmente maacutes bajos quelos requeridos y de relativas altas capacidades es lo que se conoce como condensador mini muacuteltiple o MMC Las ventajasson grandes aunque la maacutes importante es la de la adaptacioacuten a nuestras necesidades concretas de capacidad y tensioacuten detrabajo (es como hacer un traje a medida con la flexibilidad de ampliarlo o reducirlo posteriormente) otra ventaja importantees la de tener opcioacuten a ser reparado procediendo a identificar y retirar solo los condensadores dantildeados y sustituyeacutendolosfaacutecilmente por otros iguales lo que implica mayor economiacutea al aprovechar el moacutedulo en caso de falla

Para realizar un MMC utilizamos las simples reglas de asociacioacuten serieshyparalelo aplicadas a los condensadores Con laaplicacioacuten TeslaMap podemos realizar una tabla para localizar la capacidad que deseamos solo tenemos que introducir losdatos de tensioacuten de trabajo y capacidad del condensador unitario baacutesico y sabremos el nuacutemero de filas X columnas En micaso tengo pensado construir un MMC de unos 70shy90nF utilizando condensadores de 150nF y 2000V necesito seis filas dedoce condensadores cada una para tener un capacitor primario de 75nF y 24KV empleando para su construccioacuten 72unidades

Tabla del disentildeador MMC de TeslaMap

Ayuda al disentildeo del condensador primario



Datos referentes al tamantildeo del MMC

En la uacuteltima imagen podemos apreciar que tras introducir los datos de nuestra fuente TeslaMap nos calcula el tamantildeo encapacidad del condensador de correcioacuten del factor de potencia la potencia de la fuente la longitud maacutexima teoacuterica de lasdescargas la capacidad oacuteptima del MMC en caso de emplear un descargador rotatorio siacutencrono (tambieacuten en el caso de unoestaacutetico) y la capacidad teoacuterica de un MMC resonante en caso de descargador estaacutetico (se debe evitar este valor sobre todosi se emplean NSTs)El dato de corriente de salida de la fuente de AT es orientativo (500mA) aunque sin el balasto limitador de corriente actuandoes factible que eacutesta pueda proporcionar tal intensidad Por supuesto no construireacute un MMC de semejante capacidad aquiacuteestamos hablando de valores teoacutericos oacuteptimos pero se puede emplear capacidades menores sin problemas y maacutes si seemplea un descargador rotatorio asiacutencrono Se puede apreciar por la entrada de datos que el programa TeslaMap estaacuteorientado al uso de NSTs en la fuente de AT y como es normal no veremos ninguno entregando 500mA por lo tanto no nosdebemos de extrantildear que nos devuelva datos de capacitancia ideal del condensador primario del orden de 400nF

Al diacutea de hoy el MMC es el uacutenico moacutedulo que falta para terminar el montaje de la Bobina de Tesla concretamente me faltanlos condensadores Aunque ya tengo escogido el modelo que no es otro que el supertestado para esta aplicacioacuten yultrafiable 942C20P15KshyF de la reputada serie 942C de Cornell Dubilier estoy a la espera de ver buenas ofertas ydisponibilidades puesto que son caros y escasos Existen otros modelos aptos pero en su construccioacuten debemos elegirsiempre los de laacuteminas u hojas metalizadas descartando los de peliacutecula metaacutelica por su labilidad Mi intencioacuten es comprarunas 80 unidades para emplear 72 de ellas en el MMC de 6 X 12 y quedarme con ocho de reserva por si falla alguno Es loque tiene no disponer de mucho presupuesto aunque como ya mencioneacute anteriormente en la construccioacuten del MMC no voya escatimar

Cornell Dubilier 942C20P15KshyF

Una consideracioacuten importante es la de poner resistencias en paralelo con cada condensador su misioacuten es la de repartir porigual la tensioacuten de los extremos de la fila sobre cada unidad y tambieacuten para asegurar su descarga una vez desconectada labobina puesto que accidentalmente el MMC puede quedar con carga peligrosa y esto hay que evitarlo Un valor tiacutepico paraestas resistencias es de 10MΩ con una disipacioacuten de frac12W aunque se pueden usar otros valores (siempre en niveles deMΩ para no interferir con el trabajo del MMC)



Resistencias para una descarga segura y la adecuada igualacioacuten de tensiones entre todos los capacitores

Disentildeo de mi MMC con los condensasores y las resistencias de descarga

Los 72 capacitores iraacuten montados sobre dos bandejas de plexiglaacutes de 3mm de grosor reforzadas y sustentadas porcolumnas de polietileno de alta densidad Cada bandeja seraacute de 6 X 6 con los condensadores en la parte superior y lasresistencias de purga por abajo empleando para el conexionado pletinas de aluminio en las cabezas de las bandejas conterminales de tuerca El cable empleado en el circuito primario es de 6shy8mmsup2

Soporte de dos niveles para los capacitores del MMC

Por fin el MMC se ha completado El resultado constructivo ha sido muy bueno la distribucioacuten de las 72 unidades es perfectapara una raacutepida localizacioacuten de posibles fallas y una oacuteptima refrigeracioacuten de los elementos debido a una generosa separacioacutende los mismos Otra ventaja es que al estar dispuesto en moacutedulos es maacutes coacutemodo de cara a un despiece o a una posibleampliacioacuten

Le he antildeadido unas chapas de aluminio una por bandeja para poder realizar un descargo extra de los condensadores ytener asiacute un plus de seguridad

La capacidad total medida es de 7562nF por lo que casi clavamos el resultado esperado De todos modos una toleranciainferior al 1 es excelente



He introducido una pequentildea modificacioacuten respecto al disentildeo original se trata de una liacutenea equipotencial en la unioacuten de los dosmoacutedulos de condensadores a la postre es como si se uniesen dos MMC independientes ideacutenticos cada uno de ellos demayor capacidad y menor tensioacuten de trabajo respecto del resultante (asociacioacuten en serie de condensadores unitarios) Estoteoacutericamente no debe de afectar en nada o casi nada en su funcionamiento y a miacute me resulta maacutes coacutemoda la construccioacutendel conjunto de esta manera

Plantilla de distribucioacuten

Componentes del MMC

Moacutedulo superior



Detalle de la conexioacuten entre moacutedulos realizada con una pletina de aluminio en forma de U

72 resistencias de descarga de 10MΩ

MMC ya instalado en su emplazamiento



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Chasis del mando realizado en aluminio

La carcasa es de chapa de aluminio de 25mm de grosor con laterales en MDF lacados en negro (como el mueble base dela bobina) En su parte posterior se situacutean los conectores de entrada y salida de alimentacioacuten principales (dos cetactranscuadro 2P+T) para el rotor dispone de un conector IEC hembra de panel y para el control del limitador de corriente unconector XLR hembra para chasis Incorpora tambieacuten dos portafusibles de montaje en superficie (de formato 5 X 20mm) unopara proteger el rotor (5A) y otro para la maniobra (500mA)

Panel posterior con las conexiones

En su parte superior se encuentran los controles manuales distribuyeacutendose de la siguiente forma tres interruptores rotatoriosde dos polos ONOFF (originalmente eran conmutadores trifaacutesicos a los que se les ha desprovisto de un polo y bloqueadouna posicioacuten) el primero es para activar la primera fase general que inicia el voltiacutemetro y la alimentacioacuten de los testigosLED el segundo rotor pone en marcha por medio de un releacute el circuito de regulacioacuten de velocidad para el descargadorrotatorio (eacuteste tiene su potencioacutemetro de mando tambieacuten en superficie) y el tercero armado que lleva tensioacuten de excitacioacutenjusto hasta el pulsador de disparo que al cerrarse energiza la bobina del contactor de potencia que alimenta a la fuente de ATPor uacuteltimo estaacute el pulsador limitshyoff que activa al contactor que anula el limitador de corriente cortocircuitando el balastoinductivo bypass on Las fases de encendido son secuenciales esto es que si se desactiva uno de la serie los que lesiguen de forma ascendente se desconectan

Panel superior con todos los controles

Los indicadores voltiacutemetro amperiacutemetro y cuentavueltas son reconstruidos Originalmente eran tres amperiacutemetros demedicioacuten indirecta (250A) de un sistema trifaacutesico pero como casi todo se pueden transformar en otro instrumento Una vezdesmontados y limpiados procedo a remover sus bobinas originales y sustituirlas por otras adecuadas a su nueva tareaPara el voltiacutemetro empleeacute hilo sacado de un solenoide de 48V incluido en un releacute defectuoso (como es fino se prestoacute muybien para esta labor) Loacutegicamente la impedancia resultante no me permitiacutea su conexioacuten en paralelo a 230V pero siacute a unpequentildeo transformador con un secundario de 9V al final ajusteacute el nuacutemero de espiras para que pudiese llergar la aguja casi

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