| Aunque
esta idea no prosperó, Tesla es el inventor de la corriente trifásica
y de los motores de inducción, que mueven en el presente todas
nuestras industrias.
La
Bobina de Tesla causa gran impresión por su espectacularidad y
provoca interés por conocer su funcionamiento; una excelente manera
de comprenderla y disfrutarla resulta mediante la construcción
de una bobina propia.
Capacitor
o condensador
Un capacitor
está compuesto de dos placas metálicas separadas por un
dieléctrico. Su función es almacenar cargas eléctricas. El material
aislante que separa las placas se llama dieléctrico y generalmente
se usa aire, vidrio, mica, etc. Si dos placas cargadas electricamente
estan separadas por un material dieléctrico, lo único que va a
existir entre dichas placas es la influencia de atracción a través
de dicho dieléctrico.
Capacidad
eléctrica
Se define como la propiedad que tienen los capacitores de almacenar
cargas eléctricas. La unidad fundamental de la capacidad es el
farad o faradio (F); los submúltiplos de esta unidad son los microfaradios
(millonésimos de farad), picofaradios, etc.
Inductor
o bobina
Descripción: Si tomamos un conductor, por ejemplo un alambre y
lo enrrollamos, formamos una bobina; si hacemos que fluya una
corriente por ella se establecerá un poderoso campo magnético
equivalente al que tiene una barra de acero imantada, con sus
polos norte y sur. Es posible demostrar que el flujo de corriente
que pasa por un conductor está acompañado por efectos magnéticos:
la aguja de una brujula, por ejemplo, se desvia de su posición
normal, norte-sur, en presencia de un conductor por el cual fluye
una corriente. La corriente, en otras palabras, establece un campo
magnético.
Si
ahora hacemos que por dicha bobina circule una corriente alterna
(en la que los electrones cambian de dirección) de alta frecuencia
(radiofrecuencia), se establecerá un campo magnético variable.
Si en presencia de dicho campo magnético variable colocamos otra
bobina (bobina secundaria), en esta se "inducirá" una corriente
eléctrica similar a la de la bobina primaria.
Inductancia
eléctrica
Se define como la propiedad de una bobina que consiste en la formación
de un campo magnético y en el almacenamiento de energía electromagnética
cuando circula por ella una corriente eléctrica. La unidad fundamental
de la inductancia es el Henry (H); los submúltiplos de esta unidad
son los milihenry (milésimas de henry), microhenry, etc.
Frecuencia
Es el número de oscilaciones o ciclos que ocurren en un segundo.
La unidad fundamental de la fecuencia es el Hertz (Hz) y corresponde
a un ciclo por segundo.
Radiofrecuencia
Se le llama radiofrecuencia a las corrientes alternas con
frecuencias mayores de los 50,000 Hz.
Oscilador
Es un circuito electrónico capaz de generar corrientes alternas
de cualquier frecuencia.
Frecuencia
natural
Todos los objetos elásticos oscilan cuando son excitados
por una fuerza externa (una barra metálica al ser golpeada oscila,
emitiendo un sonido característico). La frecuencia a la que un
objeto elástico oscila libremente es llamada su frecuencia natural
de oscilación. Si a dicha barra oscilante acercamos otra barra
identica, la segunda barra comenzará a oscilar a la misma frecuencia,
excitada por la primera; esto es que la segunda barra habrá resonado
con la primera.
En el caso de las oscilaciones electromagnéticas, se presenta
el mismo fenómeno que es justamente el hallazgo realizado por
Tesla y aplicado a su bobina. Tesla construyó un circuito oscilador
(un capacitor conectado en paralelo con una bobina ) que llamó
primario y a él acerco una bobina secundaria cuya frecuencia natural
de oscilación fuese la misma que la del circuito primario; de
la relación de vueltas entre el primario y el secundario depende
el voltaje obtenido.
A continuación se presenta el material necesario y el instructivo
para la construcción de la Bobina de Tesla.
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|
Material |
| Clave
| Cantidad
| Artículo |
|
| 1
| Botella
de plástico, de alcohol o de agua destilada de un litro (8
cm de diám. x 20 cm de alto) |
|
| 100
mts.
| Alambre
de cobre esmaltado calibre 22 |
|
|
3 mts.
| Alambre
de cobre forrado de plástico calibre 8 |
|
|
2 mts.
| Cable
dúplex calibre 16 |
|
|
1
|
Transformador pri 125V, sec 1500 Volts 50 Volts-Ampere (VA)
30mA (tipo Tesla) |
|
| 2
| Clavijas |
|
| 1
| Foco
de 100w a 125 volts |
|
| 1
| Receptáculo
para el foco |
|
| 1
| Interruptor
de un polo, un tiro para 125 volts |
| A
| 1
| Rectángulo
de triplay de 19mm por 20 cm por 44 cm. |
| B
| 1
| Rectángulo
de triplay de 19mm por 7 cm por 15 cm. |
| C
| 1
| Rueda
de triplay de 19mm y 15cm de diámetro |
|
| 2
| Tornillos
de cabeza de coche de 1/4" de diámetro por 2" de largo |
|
| 4
| Tuercas
para tornillos de 1/4" |
|
| 2
| Rondanas
para tornillos de 1/4" |
|
| 8
| Pijas
fijadoras de 1/8 x 1/2" |
|
| 2
| Pijas
fijadoras de 5/32 x 3/4" |
|
| 4
| Pijas
fijadoras de 1/8 x 1" |
|
| 4
| Pijas
fijadoras de 3/16 x 3/4" |
|
| 1
| Pija
fijadora de 3/16 x 2" |
|
| 4
| Tornillo
de 10/32 x 1/2" |
|
| 4
| Tornillos
de 3/16 x 1 y 1/2" |
|
| 6
| Hojas
de acetato para copias tamaño carta |
|
| 2
| Vidrios
de 10x10cm y 3mm de espesor |
|
| 1
mt.
| Papel
aluminio |
| D
| 4
| Tiras
de madera de 2 x 1cm x 15 cm de largo |
| E
| 1
| Ángulo
de aluminio de 2.5 x 2.5 x 12.5 cm de largo calibre 22 |
| F
| 1
| Ángulo
de aluminio de 4 x 3 x 8 cm de largo calibre 18 ó 20 |
| G
| 1
| Lámina
de aluminio de 7 x 8 cm calibre 26 |
Nota:
El signo de pulgadas se denota con ". Algunos de los materiales
en la lista tienen clave y en el desarrollo la letra viene entre
paréntesis indicando el material correspondiente.
Herramienta
necesaria
- Desarmador
plano y de cruz
- Pinza
de corte y pinza de punta
- Tijeras
- Regla
graduada
- Taladro
- Arco
y cegueta
- Lija
Desarrollo
A
0.5 cm de la parte superior de la botella de plástico, se hacen
3 orificios pequeños separados 1 cm; en el otro extremo se hacen
solamente 2 orificios. En uno de los extremos se mete el alambre
de cobre alibre 22 y se enrrolla de forma continua hasta llegar
al otro extremo, dejando 20 cm de alambre al inicio y al final
y se hace una pequeña bobina en el extremo superior (electrodo).
Con
el alambre de cobre calibre 8, se hace una bobina (L1) de 12 cm
de diametro con 6 espiras, dejando 8 cm al inicio y 20 al final.

A (C) se fija la botella con una pija larga (3/16 x 2") que pasa
hasta (B), esto se puede hacer inscrustando la pija desde la parte
posterior de la base rectangular (A). Sobre la bobina de la botella
se coloca la bobina de pocas espiras.
Se
corta el (F) a la mitad para obtener dos pequeños ángulos de igual
medida. Se hace un orificio de 1/4" a 2.5cm de altura en la parte
de 4cm de largo de cada ángulo. En cada orificio se coloca un
tornillo (cabeza de coche) con una tuerca y se le pone la roldana
con la otra tuerca. Los ángulos se fijan a (B), esto se hace colocando
2 pijas de 1/8 x 1/2" en las partes no perforadas de ambos ángulos.
Estos se fijan con una separación de 3cm de tal forma que las
cabezas de los tornillos se encuentren y estos se ajustan hasta
una separación aproximada de menos de 1mm para que se produzca
la chispa. Esto nos va a servir como un explosor (EX), el cual
se fija a (A) con las pijas de 1/8 x 1" (! Cuidado con tocar las
puntas del secundario del transformador, cables rojos ¡). No conectar
hasta el final.
Construcción
del capacitor
Se
cortan las hojas de acetato en cruz y quedan 4 hojitas iguales
de 14 x 10.7 cm. Se cortan 11 rectángulos de papel aluminio de
9 x 15 cm. Se colocan dos rectángulos de acetato y encima de estos
un rectángulo de papel aluminio, este último se coloca de manera
que sobresalga 4 cm por el lado más corto del acetato.
Enseguida
se colocan otras dos hojitas de acetato y encima de estas otro
papel aluminio de manera que también sobresalga 4cm pero de lado
contrario al anterior papel aluminio. Se coloca nuevamente otras
dos hojitas de acetato y encima otro aluminio sobresaliendo 4
cm pero nuevamente del lado contrario que el papel aluminio anterior.
Se repiten los pasos anteriores hasta acabar con las hojitas.
A 1.5cm de cada extremo de (D) se les hace un orificio de 3/16".
Se colocan dos (D) por encima de todas las capas a 3cm de los
extremos de estas y las otras dos por debajo de las capas, de
manera que los orificios de (D) coincidan. Se colocan los tornillos
de 3/16 x 1 y 1/2" en los orificios y se colocan las tuercas enroscándolas
ligeramente.
Se
cortan (G) a la mitad y las partes resultantes se doblan a la
mitad. Estas serviran 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 separación de 7cm. Se hacen otros dos orificios
del lado no perforado para fijarlo a (A) con dos pijas. Se toma
el capacitor se quitan dos tuercas de dos de los extremos de (D)
y se meten los tornillos en el (E), procurando apretar el capacitor
para que no se desbarate. Se enroscan las tuercas fuertemente.
El capacitor debe quedar sujeto al ángulo (Ver fotografía).
Se
cortan dos pedazos de 20 cm de largo del sobrante de alambre calibre
22; se lijan 4cm de los extremos de cada alambre y se colocan
en los extremos del capacitor. Se conecta el capacitor (C1) a
una de las puntas de la bobina primaria L1 (de alambre calibre
8) y la otra punta a una de las placas del explosor. Se conecta
la punta inferior de la bobina secundaria L2 (la de mayor número
de vueltas) a la otra placa del explosor. (Ver diagrama)
Se
fija el tansformador T1 a (B) y los cables de salida del secundario,
cables ROJOS de éste, se conectan a los ángulos que forman parte
del explosor.
Se
conecta la clavija al cable dúplex y este al receptáculo. Se une
uno de los cables del interruptor (1) (INT) con el cable dúplex
y el otro cable con una de las entradas del transformador T1 (cables
negros), la otra entrada se conecta al receptáculo y se coloca
el foco (F) de 100w (este foco servirá como resistor, como se
ve en el diagrama esquemático) Se fija el receptáculo con las
pijas. ¡Ahora la Bobina de Tesla está lista para
funcionar!
*
CUIDADO con tocar los cables ROJOS del transformador.
Selecciona
en la imagen para ver el diagrama en grande:
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Funcionamiento
El
transformador T1 carga al capacitor C1 y se establece una diferencia
de potencial muy grande (alta tensión) entre las placas de éste.
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 través de la bobina primaria
L1 (con pocas espiras) estableciendo una corriente oscilante.
Enseguida el capacitor C1 se carga nuevamente repitiendo el
proceso. Así resulta un circuito oscilatorio de radiofrecuencia
al que llamaremos circuito primario.
La energía producida por el circuito primario es inducida en
la bobina secundaria L2 (con mayor número de vueltas) la cual
es resonante a la frecuencia natural del 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 L2 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 hacen posible la ionización
de los gases en su cercanía y la realización de diversos experimentos.
Experimentos
Si se acerca un foco común y corriente al electrodo superior
de la bobina de alto voltaje L2, se observarán los efluvios
internos provocados por la radiofrecuencia (RF).Una lámpara
fluorescente encenderá también al acercarla; lo mismo con un
tubo de neón.
Se puede provocar una chispa de RF tomando un objeto metálico
oprimido FUERTEMENTE con los dedos y acercando su extremo al
electrodo superior de la bobina; si no se oprime fuertemente,
el arco puede quemar la piel.
¡
CUIDADO !
No acercar aparatos electrónicos a la bobina. La alta
tensión de radiofrecuencia quema los circuitos transistorizados.
El transformador y la bobina producen una tensión muy
alta y por ningun motivo deben tocarse con las manos.
¡ ATENCIÓN !
Es preciso que las primeras pruebas y experimentos se realicen
bajo la supervisión de un profesor o una persona mayor
conocedora de los peligros que representan los altos voltajes.
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Desarrollo
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