Estudio Del Comportamiento de La Bobina de Tesla

 

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ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE LA BOBINA DE TESLA *  María José Aguilar Díaz - Código 2160720  –   –  Geología  Andrés Mauricio Bermúdez - Código 2160697 - Geología  Andrés Felipe Rosas Niño - Código 2161708 - Geología

La teoría es asesinada tarde o temprano por la experiencia . Albert Einstein

“

”

Resumen En este reporte de investigación, basándonos en la idea del científico Nikola Tesla en relación a la “Bobina de Tesla”, se busca analizar el  comportamiento y funcionamiento de una bobina casera,

hecha con materiales de fácil acceso (los cuales serán mencionados más adelante) y así, mediante la elaboración de este proyecto implementar todos los conceptos aprendidos durante el curso que guarden una relación con el aparato en cuestión, el cual es capaz de transmitir energía eléctrica sin necesidad de conductores, generando altas tensiones de elevadas frecuencias.

* Reporte

de investigación del subgrupo #, grupo B2A, presentado al profesor Freddy Parada Becerra en la asignatura de Laboratorio de Física II. Fecha: 05 de junio del 2017.

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1.  INTRODUCCIÓN

En 1891 un científico desarrollo lo que sería su más importante invención, la “Bobina de Tesla” la cual es un generador electromagnético que debe su nombre a Nikola Tesla, un ingeniero mecánico, ingeniero eléctrico y físico de origen serbio. Tesla se conoce sobre todo por sus grandes avances en el campo del electromagnetismo, forjando así las bases para el uso de la energía eléctrica por corriente alterna, el sistema polifásico, entre otras. La bobina se convertiría en la base para la transmisión inalámbrica de corriente eléctrica. Entre sus logros figuran la invención de la radio, el motor de corriente alterna, la bombilla sin filamento, el microscopio electrónico, motores de inducción, que son responsables del presente de nuestras industrias hoy en día.

2.  OBJETIVOS 

2.1. OBJETIVO GENERAL: Dar a conocer las principales características, principios de funcionamiento y construcción de una bobina de Tesla.

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:   Conocer el funcionamiento físico de la bobina de Tesla.

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  Construir un prototipo de una bobina de Tesla con materiales de fácil acceso.

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  Probar los principios de electromagnetismo mediante la bobina de Tesla.

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3.  MARCO TEÓRICO 

La revista American Electrician dio d io una descripción de una de las primeras bobinas de Tesla, según la cual, a un vaso acumulador de cristal de 15 cm por 20 cm se le enrollaban entre 60 y 80 vueltas de hilo de cobre de calibre 18 AWG. Alrededor de éste se situaba una bobina primaria consistente en unas 8 o 10 vueltas de hilo de cobre de calibre 6 AWG, y el conjunto se sumergía en un vaso que contenía aceite de linaza o aceite mineral.

3.1. Inductancia eléctrica: se define como la oposición de un elemento conductor (una bobina) a cambios en la corriente que circula a través de ella.  ella. 

3.2. Capacitor:  se define un condensador o capacitor en Electricidad y Electrónica, como aquel elemento eléctrico que tiene la capacidad de almacenar la energía eléctrica. La carga almacenada entre ambas placas es proporcional a la diferencia de potencial entre ellas. (EcuRed, 2017) 

3.3. Ley de Faraday: establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente  proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. (Wikipedia, 2017) 

3.4. Inductor:  es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. (Wikipedia, 2016)  

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4.  METODOLOGÍA

a. Identificación de las Variables 

b. Reconocimiento de los equipos  c. Realización del experimento experimento   d. Funcionamiento Funcionamiento   e. Conclusiones 

Figura 1. Metodología del proyecto  

a-  Identificación de las variables: En la elaboración de la bobina se tendrán en cuenta dos  puntos o aspectos:

 

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Investigación del funcionamiento de la bobina de Tesla: en esta primera fase recopilamos y analizamos la información relacionada a los componentes necesarios para la construcción de la bobina, además, nos basamos en algunos

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estudios anteriores acerca de este tema para encontrar posibles errores que se cometen a la hora de la construcción.  

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Construcción de la bobina de Tesla: luego de buscar y analizar los documentos y estudios, partiendo del esquema eléctrico y terminada la búsqueda de los materiales. Posteriormente viene el proceso de armado del circuito y su adaptación entre los diferentes elementos que los conforman. Una vez terminado el circuito se realizan las pruebas para ver que nuestra n uestra bobina cumple las leyes del electromagnetismo siendo posible la iluminación de un tubo fluorescente sin ningún tipo de cables para su conexión. 

b-  Reconocimiento de los equipos: Para llevar a cabo el proyecto se utilizaron varios materiales, que se pueden adquirir fácilmente: Base de madera, batería de 9V, resistencias de 22k ohmios, tubo de PVC, conector de batería, interruptor, alambre de cobre, cable aislante para realizar conexiones, transistor 2N2222A y un cautín para soldar las conexiones conex iones hechas. 

c-  Realización del experimento: la elaboración de este dispositivo se hará en ocho pasos:  1.  Enrollar el alambre de cobre en el tubo de PVC tratando que no queden espacios vacíos y dejar un pedazo de alambre que sobresalga en los extremos, esta será nuestra  bobina secundaria.

2.  Pegar el transistor 2N2222A en la mitad de nuestra base, el interruptor se pega arriba del transistor y el tubo de PVC al lado derecho.

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3.  Soldamos la resistencia a la base del transistor, a este mismo punto debemos soldar el alambre de la bobina secundaria.

4.  Luego con un pedazo de cable aislante formamos la bobina primaria dando dos vueltas a la bobina secundaria.

5.  Uno de los extremos de la bobina primaria lo soldamos al colector del transistor y en el otro extremo hacemos un puente hasta la resistencia.

6.  Desde el punto donde tenemos el puente conectado a la resistencia del paso anterior, debemos soldar otro puente que vaya a uno de los contactos del interruptor.

7.  Ahora soldamos el positivo (rojo) del broche de la batería al otro contacto del interruptor y el negativo (negro) al emisor del transistor.

8.  Conectamos la batería y procedemos a probar el funcionamiento de la bobina acercándole un bombillo ahorrador. 

d-  Funcionamiento: Luego de elaborar la bobina se hace el análisis del funcionamiento y comportamiento de dicho aparato.

e-  Conclusiones: Posterior al análisis del funcionamiento se procede a concluir sobre lo realizado y demostrado mediante la experiencia. 

5.   ANALISIS DEL FUNCIONAMIENTO

La batería establece una diferencia de potencial en el circuito primario, la cual pasa a través de la  bobina primaria (con pocas espiras) espiras) estableciendo estableciendo una corriente oscilante. Gracias al transistor este  proceso se repite muchas veces. La energía producida por el circuito primario es inducida en la  bobina secundaria (con mayor número de vu vueltas), eltas), la cual es resonante a la frecuencia natural n atural del 6

 

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 primario, esto es, que oscila a la misma frecuencia en que está trabajando el circuito primario. El circuito oscilante secundario se forma con la inductancia de la bobina secundaria y la capacidad distribuida en ella misma. Finalmente, este circuito oscilante secundario produce ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia y voltajes muy elevados. Las ondas que se propagan en el medio y hacen posible la ionización de los gases en su cercanía y de esta manera el bombillo se enciende evidenciando el éxito de la elaboración del proyecto. En la figura podemos evidenciar el circuito a tener en cuenta, con sus respectivos complementos (resistencia, transistor, interruptor, interruptor, puentes, etc) para el montaje de la bobina.

Figura 2. Circuito realizado en el montaje de la bobina

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6.  CONCLUSIONES   Se observó que la energía producida por la bobina depende del número de vueltas

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que tenga la bobina secundaria. A menor número de vueltas, la potencia será menor y viceversa.

  Se comprobó que el sentido en que estén enrolladas las bobinas (primaria y

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secundaria) es un factor muy importante para el funcionamiento del dispositivo, ya que ambas deben coincidir, es decir, en sentido horario o antihorario, el alambrado tiene que ser de igual sentido para las dos bobinas, de lo contrario, no habría transmisión de energía.

  Se concluye que la Bobina de Tesla es un aparato capaz de generar energía

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 produciendo ondas electromagnéticas que se propagan y hacen posible la ionización de los gases en su cercanía, en este caso los del bombillo.

7.  REFERENCIAS

EcuRed . (2017). Obtenido de https://www.ecured.cu/Condensador  Wikipedia. (2016). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Inductor https://es.wikipedia.org/wiki/Inductor Wikipedia. (2017). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday

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ANEXOS 

Figura 3. Montaje, producto final

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