Proyecto de Aula

7/21/2019 Proyecto de Aula

http://slidepdf.com/reader/full/proyecto-de-aula-56d972d1c2cfc 1/31

PROYECTO DE AULA

Tema: Bonina de Tesla

ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO EXTENSIÓN LATACUNGA

SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

INTEGRANTES: Anderson Arév !o"#r $ n O% r" D r&o G' ( n" J)onn$R'*en O!%os" +ern n Andr de



DOCENTE: In,- P o!M s . n/

Enero 0123INDICE

INTRODUCCION

1. BOBINA DE TESLA

1.1. Reseña histórica

1.2. Que es una bobina de tesla

1.3. Diseños de bobinas de tesla

2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

2.1. Transmisión

2.2. Principio de funcionamiento

3. ELEMENTOS Y SU FUNCIONAMIENTO EN LA BOBINA DE TESLA

3.1. Transformador de alta tensión

3.2. RFC o bobina de Cho e

3.3. Condensador

3.!. "obina primaria

3.#. "obina secundaria

3.$. Terminal superior



3.%. &'plosor

4. ANTECEDENTES

5. CONCLUSION

(NTRODUCCION

&n este pro)ecto nos a)udamos del cient*fico +i ola Tesla, un brillante

in-eniero ue /i/ió en la se-unda mitad del si-lo pasado ) a principios de 0ste )

ue en 1 1, desarrolló un e uipo -enerador de alta frecuencia ) alta tensión con

el cual pensaba transmitir la ener-*a el0ctrica sin necesidad de conductores.

Tesla es el in/entor de la corriente trif sica ) de los motores de inducción, ue

mue/en en el presente todas nuestras industrias. &n 1 1 patentó lo ue un d*a

podr*a con/ertirse en su m s famosa in/ención4 la base para la transmisión

inal mbrica de corriente el0ctrica, conocido como la "obina Transformadora Tesla.

&ntre sus lo-ros fi-uran la in/ención de la radio, el motor de corriente alterna,

luchaba por la in/esti-ación de un est ndar el0ctrico, la l mpara de pastilla de

carbono 5lu6 de alta frecuencia7, el microscopio electrónico, un a/ión despe-ue )

aterri6a8e /ertical, la resonancia, el radar, el submarino el0ctrico, "obina de Tesla,

Ra)o de la muerte, control remoto, Ra)os 9, m0todos ) herramientas para el

control clim tico, transmisión de /ideo e im -enes por m0todos inal mbricos,

transferencia inal mbrica de ener-*a, sistemas de propulsión de medios

electroma-n0ticos.

&n el si-uiente traba8o se obser/ara todo lo relacionado sobre :a "obina Tesla

desde su in/ención hasta su construcción del mismo, se e'plicara cómo funcionan

los diferentes elementos el0ctricos en la bobina de tesla. ;e percibir diferentesdiseños de la bobina de tesla, principios b sicos ) función de cada uno de los

elementos ue la componen como lo son el transformador de alta tensión, la

bobina RFC o de Cho e, el condensador o capacitador, e'plosor, bobina primaria

) bobina secundaria.



1. BOBINA DE TESLA

1.1. RESEÑA HISTORICA

&n este pro)ecto nos a)udamos del cient*fico Nikola T !la , un brillante

in-eniero ue /i/ió en la se-unda mitad del si-lo pasado ) ue en 1 1, desarrolló

un e uipo -enerador de alta frecuencia ) alta tensión con el cual pensaba

transmitir la ener-*a el0ctrica sin necesidad de conductores.

&n 1 ! se trasladó a +ue/a <or , creando su propia compañ*a en 1 $ Tras

romper con &dison despu0s de tener muchas diferencias ante la eficiencia &ntre la

corriente continua 5CC7 ) la corriente alterna 5C=7 de Tesla. Ten*a un :aboratorio

en la calle >ouston en +ue/a <or . &n 1 % lo-ra construir el motor de inducciónde corriente alterna.

Tesla es el in/entor de la corriente trif sica ) de los motores de inducción, ue

mue/en en el presente todas nuestras industrias. &n 1 1 patentó lo ue un d*a

podr*a con/ertirse en su m s famosa in/ención la base para la transmisión

inal mbrica de corriente el0ctrica, conocido como la "obina Transformadora Tesla.

&ntre sus lo-ros fi-uran la in/ención de la radio, el motor de corriente alterna,

luchaba por la in/esti-ación de un est ndar el0ctrico, la l mpara de pastilla de

carbono 5lu6 de alta frecuencia7, el microscopio electrónico, un a/ión despe-ue )

aterri6a8e /ertical, la resonancia, el radar, el submarino el0ctrico, "obina de Tesla,

Ra)o de la muerte, control remoto, Ra)os 9, m0todos ) herramientas para el

control clim tico, transmisión de /ideo e im -enes por m0todos inal mbricos,



transferencia inal mbrica de ener-*a, sistemas de propulsión de medios

electroma-n0ticos.

+i ola Tesla nacido en ;mil8an (mperio austroh?n-aro, actual Croacia, el 1@ de

8ulio de 1 #$, fue un in/entor, in-eniero mec nico, in-eniero electricista ) f*sico deori-en serbio ) el promotor m s importante del nacimiento de

la electricidad comercial. ;e le conoce, sobre todo, por sus numerosas )

re/olucionarias in/enciones en el campo del electroma-netismo, desarrolladas a

finales del si-lo 9(9 ) principios del si-lo 99.

:as patentes de Tesla ) su traba8o teórico formaron las bases de los sistemas

modernos de potencia el0ctrica por corriente alterna 5C=7, inclu)endo el sistema

polif sico de distribución el0ctrica ) el motor de corriente alterna, ue tanto

contribu)eron al nacimiento de la ;e-unda Re/olución (ndustrial.

Tesla era 0tnicamente serbio ) nació en el pueblo de ;mil8an 5actualmente

en Croacia7, en el entonces (mperio =ustroh?n-aro 5aun ue al-unos acad0micos

rumanos afirman ue era istrorrumano7.

&ra ciudadano del (mperio austriaco por nacimiento ) m s tarde se

hi6o ciudadano estadounidense. Tras su demostración de la comunicación

inal mbrica por medio de ondas de radio en 1 ! ) despu0s de su /ictoria en

la -uerra de las corrientes, fue ampliamente reconocido como uno de los m s

-randes in-enieros electricistas de los &&. AA de =m0rica. Bran parte de su

traba8o inicial fue pionero en la in-enier*a el0ctrica moderna ) muchos de sus

descubrimientos fueron de suma importancia.

Durante este periodo en los &stados Anidos la fama de Tesla ri/ali6aba con la

de cual uier in/entor o cient*fico en la historia o la cultura popular, pero debido a

su personalidad e'c0ntrica ) a sus afirmaciones aparentemente incre*bles )

al-unas /eces casi in/eros*miles, acerca del posible desarrollo de inno/aciones

cient*ficas ) tecnoló-icas, Tesla fue finalmente rele-ado al ostracismo )



considerado un cient*fico loco. Tesla nunca prestó mucha atención a sus finan6as.

;e dice ue murió empobrecido a la edad de $ años.

1.2. "UE ES UNA BOBINA DE TESLA

Ana bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante, la patenta a la

edad de 3# años. :as bobinas de Tesla est n compuestas por una serie

de circuitos el0ctricos resonantes acoplados. &n realidad +i ola Tesla e'perimentó

con una -ran /ariedad de bobinas ) confi-uraciones, as* ue es dif*cil describir un

modo espec*fico de construcción ue satisfa-a a a uellos ue hablan sobre

bobinas de Tesla. :as primeras bobinas ) las bobinas posteriores /ar*an enconfi-uraciones ) monta8es. Beneralmente las bobinas de Tesla crean descar-as

el0ctricas de alcances del orden de metros, lo ue las hace mu) espectaculares.

&n la prima/era de 1 1, Tesla reali6ó una serie de demostraciones con /arias

m uinas ante el =merican (nstitute of &lectrical &n-ineers del Columbia Colle-e.

Continuando las in/esti-aciones iniciales sobre /olta8e ) frecuencia de illiam

Croo es, Tesla diseñó ) constru)ó una serie de bobinas ue produ8eron corrientes

de alto /olta8e ) alta frecuencia. &stas primeras bobinas usaban la acción

disrupti/a de un e'plosor 5spar -ap7 en su funcionamiento.

:os dispositi/os posteriores fueron en ocasiones alimentados desde

transformadores de alto /olta8e, usando bancos de condensadores de cristal de

botella inmersos en aceite para reducir las p0rdidas por descar-as de corona, )

usaban e'plosores rotati/os para tratar los ni/eles de alta potencia. :as bobinas

Tesla conse-u*an una -ran -anancia en /olta8e acoplando dos circuitos :C

resonantes, usando transformadores con n?cleo de aire. = diferencia de los

transformadores con/encionales, cu)a -anancia est limitada a la ra6ón entre los

n?meros de /ueltas en los arrollamientos, la -anancia en /olta8e de una bobina

Tesla es proporcional a la ra*6 cuadrada de la ra6ón de las inductancias

secundaria ) primaria.



&stas bobinas posteriores son los dispositi/os ue constru)en usualmente los

aficionados. ;on transformadores resonantes con n?cleo de aire ue -enera mu)

altos /olta8es en radio frecuencias. :a bobina alcan6a una -ran -anancia

transfiriendo ener-*a de un circuito resonante 5circuito primario7 a otro 5secundario7

durante un n?mero de ciclos.

=un ue las bobinas Tesla modernas est n diseñadas usualmente para -enerar

lar-as chispas, los sistemas ori-inales de Tesla fueron diseñados para la

comunicación sin hilos, de tal manera ue 0l usaba superficies con -ran radio de

cur/atura para pre/enir las descar-as de corona ) las p0rdidas por streamers.

DISEÑOS DE BOBINAS DE TESLA

Fi-ura +o 1.

E!#$ %a &'(i)o * $+a ,o,i+a T !la



&ste circuito de e8emplo est diseñado para ser alimentado con corrientes

alternas. = u* el spar -ap corta la alta frecuencia a tra/0s del primer

transformador. Ana inductancia, no mostrada a u*, prote-e el transformador

Fi-ura +o 2.

Co+-i $/a)i0+ al& /+a&i a * $+a ,o,i+a T !la

&ste tambi0n alimentado por corrientes alternas. ;in embar-o, a u* el

transformador de la alimentación =C debe ser capa6 de tratar altos /olta8es a altasfrecuencias.

Fi-ura +o 3.



Bo,i+a * T !la )o//i +& Co+&i+$a

=limentado con corriente alterna aumentado ) rectificando a su /e6 el /olta8e

con un circuito triplicador.



2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

2.1 TRANSMISION

Ana bobina Tesla -rande de diseño actual puede operar con ni/eles de

potencia con picos mu) altos, hasta muchos me-a /oltios 5un millón de /oltios7.

Debe por tanto ser a8ustada ) operada cuidadosamente, no sólo por eficiencia )

econom*a, sino tambi0n por se-uridad. ;i, debido a un a8uste inapropiado, el punto

de m 'imo /olta8e ocurre por deba8o de la terminal, a lo lar-o de la bobina

secundaria, una chispa de descar-a puede dañar o destruir el cable de la bobina,

sus soportes o incluso ob8etos cercanos.

Tesla e'perimentó con estas, ) muchos otras, confi-uraciones de circuitos &l

arrollamiento primario, el spar -ap ) el depósito condensador est n conectados

en serie. &n cada circuito, el transformador de la alimentación =C car-a el

depósito condensador hasta ue su /olta8e es suficiente para producir la ruptura

del spar -ap. &l -ap se dispara, permitiendo al depósito condensador car-ado

descar-arse en la bobina primaria. Ana /e6 el -ap se dispara, el comportamiento

el0ctrico de cada circuito es id0ntico. :os e'perimentos han mostrado ue nin-uno

de los circuitos ofrece nin-una /enta8a de rendimiento sobre el otro.

;in embar-o, en el circuito t*pico el cortocircuitar el spar -ap pre/iene ue las

oscilaciones de alta frecuencia E/uel/anE al transformador. &n el circuito alterno,

oscilaciones de alta amplitud ) alta frecuencia ue aparecen a lo lar-o del

condensador tambi0n son aplicadas a la bobina del transformador. &sto puede

inducir descar-as de corona entre los -iros ue debiliten ) e/entualmente

destru)an el aislamiento del transformador.

Constructores e'perimentados de bobinas Tesla utili6an casi e'clusi/amente el

circuito superior, -eneralmente añadiendo filtros pasa ba8a 5redes de resistencias )

condensadores7 entre el transformador ) el e'plosor. &sto es especialmente



importante cuando se usan transformadores con oscilaciones de alto /olta8e

fr -iles, como transformadores de luces de +eón 5+;T en sus si-las en in-l0s7.

(ndependientemente de la confi-uración ue se use, el transformador > debe ser

del tipo ue auto limita su corriente secundaria por medio de inductancias de fu-a

interna. An transformador de alto /olta8e normal 5con ba8a inductancia de fu-a7

debe utili6ar un limitador e'terno 5a /eces llamado ballast7 para limitar la corriente.

:os +;T est n diseñados para tener inductancia de fu-a alta, para limitar sus

cortocircuitos a ni/eles se-uros.

2.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

:a forma en ue operan los transformadores de Tesla es la si-uiente4

Conectado el transformador de alto /olta8e a la l*nea el0ctrica se establece una

corriente a tra/0s del circuito transformador G condensador G bobina primaria. =

las frecuencias de operación del transformador la bobina primaria tiene una

reactancia inducti/a pr cticamente nula ) no influ)e en la ma-nitud de la corriente

establecida, la cual resulta ser solo función de la impedancia interna del

transformador ) la reactancia capaciti/a del condensador.

&sta corriente car-a el condensador de alto /olta8e, ele/ando la diferencia de

potencial entre sus placas ) almacenando m s ) m s ener-*a en este. Por le)es

de Hirchhoff es inmediato el hecho de ue el /olta8e establecido entre los

electrodos del e'plosor es i-ual al /olta8e entre las placas del condensador. Por lo

tanto, cuando el condensador se car-a a un /olta8e lo suficientemente alto como

para ue la ri-ide6 diel0ctrica del aire entre los electrodos del e'plosor sea

superada, el campo el0ctrico entre estos arranca electrones de las mol0culas de

a uel ) se establece un arco el0ctrico de ba8a impedancia ue act?a como unpuente ue cierra el circuito condensador G bobina primariaI ) entonces se

ori-inan los pulsos de alta frecuencia.



F*sicamente los circuitos primario ) secundario no tienen cone'iones

el0ctricas en com?nJ sin embar-o se encuentran enla6ados permanentemente por

su inductancia mutua, por los efectos electrodin micos ue produce uno sobre elotro cuando est n en operaciónJ m s concretamente, por el campo

electroma-n0tico ue se establece en el espacio circundante. Cuando se cierra el

circuito primario se establecen corrientes el0ctricas de alta frecuencia ue crean

un campo electroma-n0tico a su alrededor. &ste campo induce en la bobina

secundaria corrientes el0ctricas ue flu)en a lo lar-o del conductor, desde el

toroide hasta la base conectada a tierra. &stas corrientes son m 'imas en la base

del secundario ) m*nimas en la parte superior.

&l campo electroma-n0tico /ariable induce corrientes, pero tambi0n /olta8es

en el circuito secundario. &n particular sabemos ue el toroide colocado en la

parte superior de la "obina tiene una capacitancia intr*nseca dependiente de su

posición respecto al suelo ) al resto de los componentes de la bobina, pero

tambi0n el conductor del ue est hecha la bobina secundaria tiene su propia

capacitancia.

&n operación el toroide se con/ierte en un depósito para la car-a el0ctrica

) en consecuencia para la ener-*a pro/eniente del circuito primario, ener-*a

transmitida por inducción ) a tra/0s del campo electroma-n0tico. :a acumulación

de car-a en el toroide produce un r pido incremento de /olta8e hasta ue este es

tan alto ue se produce emisión el0ctrica hacia el espacio circundante. =s* se

producen las descar-as ue obser/amos al poner uno de estos aparatos en

funcionamiento.

&l funcionamiento de la bobina Tesla puede ser /isto como dos circuitos

resonantes d0bilmente acoplados por el aire. &l coeficiente de acoplamiento entre

las bobinas :1 ) :2 suele estar entre @,1 ) @,2



CIRCUITO E"UI ALENTE TESLA

Fi-ura +o !

&l circuito primario se forma cuando salta el arco en el e'plosor conectando

en serie el condensador primario C1, la bobina primaria :1 ) su resistencia

e ui/alente. &l circuito secundario lo forman la bobina secundaria con su

resistencia e ui/alente, ) la suma de las capacidades propia de la bobina

secundaria ) del terminal superior a tierra. :a bobina secundaria tiene uno de sus

terminales a tierra ) el terminal superior muestra una capacidad e ui/alente a

tierra, as* es como se cierra el circuito secundario. &l circuito primario )

secundario est n acoplados entre ellos con una inductancia mutua K.

De acuerdo con la primera le) de Hirchoff, la suma de /olta8es a lo lar-o del

circuito completo es cero.

&cuación 1.1 ) 1.2



;i i es la car-a instant nea en los condensadores C1 ) C2, para cada circuito es

&cuación 1.3

;ustitu)endo en la ecuación 1.1 ) 1.2.

&cuación 1.! ) 1.#

Reor-ani6ando e introduciendo el operador como el diferencial respecto del

tiempo

&cuación 1.

De las ecuaciones de arriba se deduce la si-uiente ecuación caracter*stica.

Donde4



&cuación 1. ) 1.1@

es el coeficiente de acoplamiento 5 @ L L 1 7, mientras ue M1 ) M2 son,

respecti/amente las pulsaciones de resonancia de los circuitos 1 ) 2 desacoplados5tambi0n llamadas resonancias de circuito abierto7.

:a ecuación 51. 7 es una ecuación lineal homo-0nea de cuarto -rado ue tiene

cuatro ra*ces comple8as D1, D2, D3 ) D!. ;i estas ra*ces son distintas entonces

las cuatro funciones.

&cuación 1.11

Constitu)en un espacio b sico de soluciones para el sistema formado por la

ecuación 51.$7 ) la ecuación 51.%7. :a solución -eneral de este sistema es por lo

tanto.

&cuación 1.12 ) 1.13

:as constantes =i ) "i pueden ser e/aluadas usando las condiciones iniciales t N @





T es el coeficiente de sintoni6ación, definido como el cuadrado del cociente de

las frecuencias de resonancia desacopladas, mientras ue 1 es el /olta8e inicial a

tra/0s de C1, O1 ) O2 son las frecuencias de resonancia del primario ) el

secundario cuando est n acoplados. :os restricciones de los /alores de ) T

hacen ue O1 ) O2 sean siempre reales ) ue O2 O1.

:a ecuación 51.1%7 es importante ) muestra ue el /olta8e del secundario es una

oscilación de alta frecuencia 5O1 O27 2 cu)a amplitud se modula por otra

oscilación de ba8a frecuencia 5O1 O27 2.

ELEMENTOS Y FUNCIONAMIENTO DE LA BOBINA DE TESLA&n este apartado se reali6ara una descripción detallada de las

caracter*sticas ue deben tener los diferentes elementos constitu)entes de unabobina Tesla.

E!#$ %a a $&ili a/ Fi-ura +o 1.

3.1 TRANSFORMADOR DE ALTA TENSION&l Transformador de =lto olta8e es la fuente principal de ener-*a en una

bobina de Tesla con/encional. &le/a el /olta8e con/encional de 11@ hasta /alores

de miles de /oltiosJ -eneralmente se utili6an /olta8es dentro del ran-o de 1@@@

hasta 2@ en el circuito primario de la bobina.



TRANSFORMADOR

;e denomina &/a+!-o/%a*o/ a un dispositi/o el0ctrico ue permite

aumentar o disminuir la tensión en un circuito el0ctrico de corriente alterna sin

afectar el factor de potencia ) manteniendo la potencia. :a potencia ue in-resa ale uipo, en el caso de un transformador ideal 5esto es, sin p0rdidas7, es i-ual a la

ue se obtiene a la salida. :as m uinas reales presentan un pe ueño porcenta8e

de p0rdidas, dependiendo de su diseño ) tamaño, entre otros factores.

&l transformador es un dispositi/o ue con/ierte la ener-*a el0ctrica alterna

de un cierto ni/el de tensión, en ener-*a alterna de otro ni/el de tensión,

bas ndose en el fenómeno de la inducción electroma-n0tica. &st constituido por

dos bobinas de material conductor, de/anadas sobre un n?cleo cerrado de

material ferroma-n0tico, pero aisladas entre s* el0ctricamente. :a ?nica cone'ión

entre las bobinas la constitu)e el flu8o ma-n0tico com?n ue se establece en el

n?cleo.

&l n?cleo, -eneralmente, es fabricado bien sea de hierro o de l minas

apiladas de acero el0ctrico, aleación apropiada para optimi6ar el flu8o ma-n0tico.

:as bobinas o de/anados se denominan primario s ) secundarios se-?n

correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respecti/amente.

Tambi0n e'isten transformadores con m s de/anadosJ en este caso, puede e'istir

un de/anado SterciarioS, de menor tensión ue el secundario.

Fi-ura +o #

R (/ ! +&a)i0+ !#$ % &i)a * l &/a+!-o/%a*o/.



&l principio de funcionamiento del transformador tiene sus bases en la teor*a del

electroma-netismo resumida en las ecuaciones de Ka'Oell

3.2. RFC O BOBINA DE CHO"UE

;u función en el pro)ecto es una solenoide ue prote-er el transformador

de las altas frecuencias producidas por el e'plosor en corriente alterna en este

caso a altas frecuencias daña el transformador ) por la capacitancia parasita

producida por las descar-as del condensador.

Ana ,o,i+a * ) ok 5del in-l0s to choke , obstruirJ en la literatura aparecea /eces castellani6ado como Scho ueS7 es un inductor diseñado para tener una

reactancia mu) -rande a una frecuencia o ran-o de frecuencias determinadas.

Ana bobina de cho e se usa, bien para impedir el paso de una parte de un

circuito a otra de la corriente alterna, al mismo tiempo ue se de8a pasar

la corriente continua, o bien para impedir el paso de corriente en modo com?n,

mientras de8a pasar la corriente en modo diferencial. ;on mu) ?tiles en los

tele/isores, as* como en muchos otros aparatos, actuando como filtros.

:os cho es usados en circuitos de radio son diseñados tanto para uso

en radiofrecuencia como en audiofrecuencia. :as bobinas de audiofrecuencia 5=.F.

Cho es7 tienen n?cleo ferroma-n0tico para aumentar la inductancia. :os cho es

de alta frecuencia suelen tener n?cleo de ferrita o hierro en pol/o. = frecuencias

toda/*a ma)ores, tienen n?cleo de aire o de ba8a inductancia.

Fi-ura +o $



3.3. CONDENSADOR

&s un componente el0ctrico destinado a almacenar ener-*a el0ctrica en unasuperficie mu) pe ueña. &n una bobina de tesla sir/e para accionar el e'plosor )

para tener una reactancia determinada. &sta reactancia capaciti/a ha de ser i-ual

a la reactancia inducti/a de la bobina primaria a la frecuencia resonante 5la ue

crea el e'plosor7

Katem ticamente un circuito en resonancia se establece cuando 9CN9:

Que se puede comprobar mediante la fórmula de la impedancia ue4

N(mpedancia

RNResistencia 5parte Real7 e'presad en ohmios 6

UNes la parte ima-inaria

9CNReactancia capaciti/a e'presada en 6

9:Nreactancia inducti/a e'presada en 6

Forma "inómica NR U 59C 9:7 6



;i las reactancias son i-uales se restan uedando NR U5@7N NR circuito

resisti/o.

Podemos describir en forma polar ue NR' 7 @V uedando el n-ulo de

desfasa8e @V.

Fi-ura +o %

Fi-ura +o

3.4. BOBINA PRIMARIA

:a bobina primaria es un arrollamiento de conductor de ba8a inductancia )

-ran conducti/idad el0ctrica. Por lo -eneral estas bobinas constan de 1# o menos

espiras de conductor, usualmente tubo de cobre arrollado en formas diferentes



se-?n se necesite. +o se utili6a un conductor maci6o )a ue ser*a mu) caro ) no

merece la pena )a ue por el efecto pelicular la corriente circular*a solo por la

superficie del conductor.

&s pr ctica com?n usar uno de tres diseños4 espiral plana, espiral cónicain/ertida ) solenoide recto. :a bobina primaria tiene la función de -enerar el

campo electroma-n0tico mediante el cual se transfiere la ener-*a almacenada en

el primario al circuito secundario

:a bobina primaria debe estar hecha de tal modo ue su inductancia sea

/ariable4 esto no se lo-ra ni /ariando su forma -eom0trica ni reduciendo el n?mero

de espiras, sino simplemente ue el conductor no est0 aislado4 de esta manera

basta con despla6ar uno de los puntos de contacto de la bobina para ue lacorriente el0ctrica circule por menos espiras, lo ue reduce la inductancia.

Por con/eniencia, el punto fi8o de contacto se conecta a la espira interna de

la bobina, ) el contacto mó/il se conecta sobre cual uier otra parte del conductor.

&l ob8eti/o final es i-ualar la frecuencia de oscilación del primario con la frecuencia

natural de oscilación de la bobina de secundaria, es decir, ponerlas en resonancia

Fi-ura +o



3.5 BOBINA SECUNDARIA

:a bobina secundaria 8unto con la primaria son la parte transformadora del

Transformador de Tesla. &s en este -ran solenoide donde se -eneran los altos

/olta8es ue producen esas espectaculares descar-as al aire, ue son el principalob8eti/o de este pro)ecto.

:a bobina secundaria usualmente se constru)e en forma de solenoide, pero

tambi0n puede tener forma cónica. ;e constru)e sobre al-una forma cil*ndrica

pl stica. &l material m s com?n es el P C por su ri-ide6 ) ba8o costo.

&l secundario se de/ana con conductor de cobre de calibres ue /an de @,3

a 1 mm de di metro. :a elección e'acta depende de las dimensiones ue se

deseen para la bobina ) la potencia mane8ada por el sistema, adem s de

considerar ue los secundarios tienen entre @@ ) 1#@@ espiras de conductor de

cobre por lo -eneral.

de/anado depende de la potencia del sistema, )a ue ma)ores potencias

implican descar-as m s lar-as ) m s posibilidades de ue se forme un arco entre



el toroide ) la bobina primaria. &sto no es problema si se cuenta con dispositi/os

de protección adecuados para el transformador, pero tampoco es mu) /istoso ue

la ma)or parte de las descar-as terminen incidiendo sobre el primario. ;e

recomienda -uardar una relación altura di metro 5>4D7 de 341 a #41 para un

óptimo funcionamientoJ adem s, la inductancia de la bobina crece

proporcionalmente al rea trans/ersal de la forma ) directamente proporcional al

cuadrado del n?mero de espiras.

Ana /e6 de/anado el secundario es mu) buena idea darle un recubrimiento

de barni6 para mantener firme el alambre ) e/itar ue pierda fuer6a, adem s de

ue se /e mu) bienJ inclusi/e se tiene m s protección para el conductor pues la

resistencia diel0ctrica a la formación de arcos a lo lar-o secundario se incrementa.

&n pocas palabras, se -aranti6a una /ida m s lar-a a la bobina.

3.8. TERMINAL SUPERIOR

&l terminal es el punto de emisión el0ctrica de una bobina de Tesla.

Beneralmente es un toroide o una esfera de aluminio, pero tambi0n puede ser un

disco o una simple punta. Como todo conductor tiene una capacitancia. :a

importancia del terminal radica en ue es un lu-ar de almacena8e de ener-*a parala alimentación de las descar-as al aire. :a elección del terminal es una tarea

crucial para obtener las ma)ores descar-as a una potencia dada.

Por lo -eneral se utili6a un toroide como terminal el0ctrico. :os toroides

tienen capacidades mu) -randes por su -ran radio de cur/atura e'terno, a

diferencia de las esferas ue necesitan ser mu) /oluminosas para i-ualar la

capacidad. :ue-o est el di metro menor del toroide, el cual en buena medida

determina el /olta8e de emisión. Toroides de sección -rande tienen emisionesel0ctricas ba8as o pr cticamente nulas, mientras ue toroides del-ados lan6an

descar-as con mucha facilidad.

An beneficio adicional de un toroide es ue disminu)e la intensidad del

campo el0ctrico ue circunda la parte alta de la bobina secundaria. &stos campos

el0ctricos son tan intensos ue producen emisión electrónica en las espiras



superiores ) no solo en el e'tremo del conductor. :a colocación de un toroide

elimina estas emisiones ) brinda un ?nico punto de descar-a. Finalmente, se

encuentra el hecho de ue un toroide luce mu) bien.

(dealmente un toroide, al i-ual ue una esfera, cuenta con una superficie

sua/e ) uniforme libre de irre-ularidades ) aspere6as. An toroide as* es costoso )

dif*cil de conse-uir. Por lo tanto, es m s sencillo ) económico construir un toroide

con cierto -rado de irre-ularidades usando materiales empleados para otros fines,

como conducto de /entilación, el cual es fle'ible ) se le puede dar forma de toro.

Fi-ura +o 1@

Fi-ura +o11



3.9. E:PLOSOR;par -ap5e'plosor7 o chispero son dos electrodos separados por aire.

+ormalmente se usan en media ) alta tensión de manera ue en el aire act?a

como una resistencia. Cuando ha) suficiente diferencia de potencial entre los

electrodos, la electricidad salta

Fi-ura +o12

Fi-ura +o13



FRECUENCIA

&cuación +o 2

An m0todo alternati/o para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos

repeticiones 5periodo7 ) lue-o calcular la frecuencia 5f7 rec*proca de esta manera4

&cuacion +o 3

Donde T es el periodo de la señal.

ELOCIDAD AN;ULAR

:a /elocidad an-ular es una medida de la /elocidad de rotación. ;e definecomo el n-ulo -irado por una unidad de tiempo ) se desi-na mediante la letra

-rie-a M. ;u unidad en el ;istema (nternacional es el radi n por se-undo 5rad s7.



=un ue se la define para el mo/imiento de rotación del sólido r*-ido, tambi0n se la

emplea en la cinem tica de la part*cula o punto material, especialmente cuando

esta se mue/e sobre una tra)ectoria cerrada 5circular, el*ptica, etc7.

Para un ob8eto ue -ira alrededor de un e8e, cada punto del ob8eto tiene la misma/elocidad an-ular. :a /elocidad tan-encial de cual uier punto es proporcional a su

distancia del e8e de rotación. :as unidades de /elocidad an-ular son los

radianes se-undo. W1@ XXX1YYYDe modo ue su /alor instant neo ueda definido por

la deri/ada4

&n un mo/imiento circular uniforme, dado ue una re/olución completa representa

2Z radianes, tenemos4

donde T es el per*odo 5tiempo en dar una /uelta completa7 ) f es

la frecuencia 5n?mero de re/oluciones o /ueltas por unidad de tiempo7.

De modo ue

&cuacion +o !



CONCLUSION

Con la reali6ación de este traba8o se ha concluido ue :a bobina de tesla es

un dispositi/o capa6 de emitir descar-as el0ctricas ue pueden lle-ar a medir /arios metros ) emitir lu6 por medio de la -eneración de pulsos de alta tensión

para saber su función en s* ) saber reali6ar los c lculos se necesitara dominar

unidades curriculares tales como circuitos el0ctricos, f*sica, matem tica ) al-ebra.

:a bobina puede operar con ni/eles de potencia con picos mu) altos, hasta

muchos me-a /oltios 5un millón de /oltios7. Debe por tanto ser a8ustada ) operada

cuidadosamente, no sólo por eficiencia ) econom*a, sino tambi0n por se-uridad

Circuitos de bobina de Tesla se utili6an comercialmente en emisoras de

radio de chispa para la tele-raf*a sin hilos hasta la d0cada de 1 2@, ) en

electroterapia ) pseudom0dica como el ra)o /ioleta. >o) en d*a su uso principal es

el entretenimiento ) e'hibiciones educati/as. "obinas de Tesla son construidos por

muchos entusiastas de alta tensión, centros de in/esti-ación, museos de ciencia )

e'perimentadores independientes. =un ue los controladores de circuitos

electrónicos se han desarrollado, diseño hueco de la chispa ori-inal de Tesla es

menos caro ) ha demostrado ser e'tremadamente fiable.

:a bobina de Tesla tambi0n se puede utili6ar para la transmisión

inal mbrica.

:os &lementos ) Funcionamiento de la bobina de Tesla son4



&l Transformador de =lto olta8e es la fuente principal de ener-*a en una

bobina de Tesla con/encional. &le/a el /olta8e con/encional de 11@ hasta /alores

de miles de /oltiosJ -eneralmente se utili6an /olta8es dentro del ran-o de 1@@@

hasta 2@ circuito primario de la bobina

;e denomina transformador a un dispositi/o el0ctrico ue permite aumentar

o disminuir la tensión en un circuito el0ctrico de corriente alterna sin afectar el

factor de potencia ) manteniendo la potencia.

Ana bobina de cho e se usa, bien para impedir el paso de una parte de un

circuito a otra de la corriente alterna, al mismo tiempo ue se de8a pasar

la corriente continua, o bien para impedir el paso de corriente en modo com?n,

mientras de8a pasar la corriente en modo diferencial.

&l condensador es un componente el0ctrico destinado a almacenar ener-*a

el0ctrica en una superficie mu) pe ueña. &n una bobina de tesla sir/e para

accionar el e'plosor ) para tener una reactancia determinada. &sta reactancia

capaciti/a ha de ser i-ual a la reactancia inducti/a de la bobina primaria a la

frecuencia resonante 5la ue crea el e'plosor7

:a bobina primaria es un arrollamiento de conductor de ba8a inductancia )

-ran conducti/idad el0ctrica. Por lo -eneral estas bobinas constan de 1# o menos

espiras de conductor, usualmente tubo de cobre arrollado en formas diferentes

se-?n se necesite. :a bobina secundaria 8unto con la primaria son la parte

transformadora del Transformador de Tesla. &s en este -ran solenoide donde se

-eneran los altos /olta8es ue producen esas espectaculares descar-as al aire,

ue son el principal ob8eti/o de este pro)ecto.



4. ANTECEDENTES.

A$&o/ ! A<o *P$,li)a)i0+

P/o= )&o A(o/&

>a)t Ur. . >. )

Hemmerl) U. & #ta

&dición

#ta

&dición

1

=n lisis de

Circuitos

&l0ctricos

Formulas de

&lectricidad

circuitos R:C

P0re6 [banos F. &.

Ki uel06 ;enosiain

.

2@1@, 1

de

FebreroPamplona

\Diseño )

Construcción

de una "obinade Tesla]

Principio " sico de

la "obina de Tesla )

c lculosKatem ticos

Richies Tesla coil

pa-ina Oeb ^

Richies Tesla

Coil

Que &lementos

utili6ar en una

"obina de Tesla

Kartin D. 2@1@

=r-entina

Construcción

de una "obina

De Tesla

Funcionamiento )

formulas a utili6ar.

OOO.cientificosaficio

nados.com tesla tesl

aa1.html

^

Construcción

de una "obina

de Tesla

Plano ) el 2do

Diseño para utili6ar

http4 teslacoils!christ

.or- TCFormulas TC

Formulas.htm_lcres

^

Formulas de la

"obina de

Tesla

Formulas para los

C lculos de la

"obina de Tesla

http4 OOO.frontiernet

.net `tesla

^ Uamie [li/er s

"obina de

Tesla.

Reseñas histórica

de +i ola Tesla.

=+T&C&D&+T&;

http://www.cientificosaficionados.com/tesla/teslaa1.html






Documents

Proyecto de Aula