Como hacer una bobina de Tesla

Cómo hacer una bobina Tesla
Kevin Aznar Santiago
Definición
Una bobina Tesla es un transformador de alta tensión y frecuencia resonante inventado por Nikola Tesla en 1891. Normalmente crean descargas eléctricas bastante espectaculares. En este trabajo he explicado la construcción de un modelo de aproximadamente 100kV.
Componentes y esquema eléctrico
Circuito secundario
Circuito primario
Transformador
Un transformador es una máquina eléctrica que varia el voltaje y la intensidad de una señal alterna sin afectar al factor potencia.En una bobina Tesla el transformador sirve para elevar la tensión a un mínimo de 5kV para hacer posible el funcionamiento del explosor.
En la bobina Tesla construida el transformador eleva la tensión de 230V de la red a 8000V con 20mA.
Condensador
Un condensador es un componente eléctrico destinado al almacenaje de energía eléctrica en una superficie muy pequeña.En una bobina Tesla sirve para accionar el explosor y para tener una reactancia determinada. Esta reactancia capacitiva ha de ser igual a la reactancia inductiva de la bobina primaria a la frecuencia resonante (la que crea el explosor).
En el proyecto he construido un sistema de condensadores formado por 8 condensadores cerámicos de 15000VAC y 1nF cada uno sumando un total de 8nF
Explosor
Un explosor son dos electrodos separados por aire. Normalmente se usan en media y alta tensión de manera que el aire actúa como una resistencia. Cuando hay suficiente diferencia de potencial entre los dos electrodos, la electricidad salta.
En el proyecto he usado un explosor de 8 electrodos formando 4 saltos regulables.
Su función en una bobina Tesla es variar la frecuencia de la bobina primaria para llegar a su frecuencia resonante.
Bobina primaria
La bobina primaria es una bobina plana de Arquímedes, también puede ser helicoidal.Esta bobina tiene su propia reactancia inductiva determinada por la frecuencia que crea el explosor, la resonante. A esta frecuencia induce una tensión en la bobina secundaria debido a su proximidad.
En el proyecto he hecho una bobina plana de Arquímedes de 3 espiras de tubo de Cu de Ø=6mm y 6 espiras de cable.
Bobina secundaria
La bobina secundaria es una solenoide de cientos de espiras colocada en el centro de la bobina primaria. Su función es tener una reactancia inductiva igual que la reactancia capacitiva de la toroide a la frecuencia resonante (la de la señal que le induce la bobina primaria).
En el trabajo he hecho una solenoide de 500 espiras de hilo de Cu de Ø=0,7mm sobre un tubo de PVC de Ø=9cm.
Toroide
La toroide es un cuerpo metálico en forma de anillo. Su función es facilitar el salto de los arcos voltaicos y tener una reactancia capacitiva igual a la reactancia inductiva de la bobina secundaria a la frecuencia resonante.
En el proyecto la toroide que he hecho es de tubo corrugado de Al de Ø=8cm enrollado sobre una base circular de Ø=15cm formando una toroide de Øexterior=31cm.
RFC o bobina de choque
La RFC es una solenoide diseñada para tener una elevada impedancia a altas frecuencias.Su función en el proyecto es proteger de las altas frecuencias creadas explosor al transformador.
En el proyecto la RFC es una solenoide de 50 espiras bobinadas sobre un tubo de cartón de Ø=4cm.
Funcionamiento
Primero el transformador eleva la tensión de la red de 230V con 1A a 8000V con 20mA y con una potencia de 160W. Esta señal carga y descarga el sistema de condensadores. Cuando hay suficiente diferencia de potencial entre los electrodos del explosor, la señal salta a una determinada frecuencia según la separación de los electrodos. Esta frecuencia ha de ser la resonante del circuito primario y del secundario.
La bobina primaria, a esta frecuencia, induce una alta tensión en la bobina secundaria. Ésta tiene una inductancia inductiva que da ser igual a la inductancia capacitiva de la toroide.
Finalmente en la toroide saltan arcos voltaicos de una longitud máxima de aproximadamente 10cm, con lo cual se deduce que el voltaje de salida es de aproximadamente 100kV.
Experimentos
Masa de Cu cerca de la toroide
Se trata de acercar una pieza de cobre a la toroide.
Como resultado saltan arcos voltaicos de gran longitud y alta frecuencia.
Energía inalámbrica
Consiste en acercar a la toroide un fluorescente o una bombilla de bajo consumo.
Como resultado el fluorescente o bombilla de bajo consumo se enciende a una cierta distancia sin que salten arcos voltaicos, se transmite energía suficiente para encenderlo sin cables.
Bombilla de filamento
Este experimento es de acerca los suficiente una bombilla incandescente de filamento para que salten arcos voltaicos.
Como resultado dentro de la bombilla saltan arcos voltaicos hacia el vidrio creando una lámpara de plasma bastante espectacular.
CD’s
En este experimentos se acercan una cierta cantidad de CD’s con una masa de cobre en medio formando una bobina. También se pueden dirigir los arcos voltaicos con una vara de punta metálica.Como resultado el aluminio de los CD’s se quema y se desprende haciendo un gran espectáculo.
Divulgación
Para complementar este trabajo he colgado una serie de videos en YouTube que están agrupados en una lista de reproducción.
Aquí un video donde explico brevemente en que consiste una bobina Tesla, sus componentes y algunos experimentos.

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