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FACULTAD DEINGENIERIACARRERA DEINGENIERIA CIVILTÍTULO DEL PROYECTOBOBINA DE TESLAINTEGRANTES DE GRUPO :DIAS DIAS SEBASTIAN ALDAYRPEREZ CABRERA LENNIN MICHAELDOCENTE:DIAS RUIZ JULIAN RICARDOFECHA 30/01/1. TITULOMINI BOBINA DE TESLA2. OBJETIVOSObjetivo General: Fabricar una mini bobina de tesla para ...

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BOBINA DE TESLA

FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

TÍTULO DEL PROYECTO BOBINA DE TESLA

INTEGRANTES DE GRUPO: DIAS DIAS SEBASTIAN ALDAYR PEREZ CABRERA LENNIN MICHAEL

DOCENTE: DIAS RUIZ JULIAN RICARDO

FECHA 30/01/2020 pág. 1

BOBINA DE TESLA

1. TITULO

MINI BOBINA DE TESLA

2. OBJETIVOS Objetivo General:  Fabricar una mini bobina de tesla para transmitir energía de forma inalámbrica. Objetivos Específicos:  Construir un prototipo para explicar el funcionamiento de una bobina de tesla.  Demostrar lo que puede hacer la energía inalámbrica.  Explicar

los

beneficios

de

la

elaboración

de

energía

inalámbrica.

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BOBINA DE TESLA

PROBLEMA Uno de los problemas más comunes en la sociedad es el uso de cables para el funcionamiento de los aparatos eléctricos. Estos ocupan un gran volumen del espacio del hogar o de la oficina. También, económicamente se generan gastos adicionales, ya que para poder conectar todos los equipos es necesario comprar reguladores, adaptadores, etc. Teniendo en cuenta que la mayoría de los aparatos eléctricos que usamos hoy en día, necesitan de un medio físico (conductor eléctrico) para poder funcionar, la implementación de la corriente eléctrica inalámbrica representaría un gran avance en nuestra sociedad actual, nuestra propuesta consiste en la transmisión de electricidad por medio de ondas electromagnéticas, mediante un circuito elaborado especialmente para este propósito.

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3. MARCO TEÓRICO 1.1.

Antecedentes:

Desarrollada en 1891 por Nikola Tesla, la bobina de Tesla fue creada para hacer experimentos relacionados con la creación de descargas eléctricas de alto voltaje. El dispositivo consiste en una fuente de alimentación, un condensador eléctrico y un transformador, La bobina de Tesla es un transformador que produce altas tensiones de frecuencias, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla, un gran ingeniero estadounidense, quien en 1891 desarrolló un generador de alta frecuencia y alta tensión con el cual proyectaba trasmitir la energía eléctrica sin necesidad de conductores, las bobinas de Tesla están compuestas por una serie de circuitos eléctricos. Las primeras bobinas y las bobinas posteriores varían en configuraciones y montajes. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de largo alcance, lo que las hace muy espectaculares con efectos observables por el ojo humano como chispas, coronas y arcos eléctricos. Aunque la idea de Tesla no prosperó, a él le debemos la corriente trifásica, los motores de inducción que mueven las industrias. Flores, G. & Gallardo, A. & Ramírez, D. (2015). Desde hace ya varios años, existió un dispositivo (bobina de tesla) que podía encender un foco sin la necesidad de ser conectado mediante cables, sino mediante un campo electromagnético que producía éste dispositivo que hoy en día lo conocemos como bobina de tesla, La bobina de tesla es un tipo de transformador que al ser conectado a una corriente doméstica de los puede multiplicar a varios miles. Al hacer esto, se llega a generar un campo electromagnético que puede lograr transmitir energía eléctrica y esto es comprobado ya que cuando se acerca un foco a na bobina de tesla, éste enciende, sin la necesidad de estar conectado o tocando la bobina. Martínez, A. (2016).

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4. Bases teóricas: Para desarrollar el proyecto debemos tener noción de los siguientes conceptos. Bobina de Tesla: “La bobina de tesla es u transformador de núcleo de aire que producen corrientes eléctricas de alto voltaje y alta frecuencia (radiofrecuencias), con efectos sorprendente que se pueden apreciar en la ilustración, tales como efluvios, coronas y arcos eléctricos.” Perez, J. (2010)

BOBINAS TESLA DISRUPTIVAS: Tesla diseño y construyó una serie de bobinas que produjeron corrientes

de

alto

voltaje

y

alta

frecuencia,

asociadas

a

condensadores. Los cuales consistían en placas móviles en aceite. Mientras más pequeña era la superficie de las placas, mayor era la frecuencia de estas bobinas.

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Los condensadores o capacitores se conectan a un circuito primario doble, donde cada bobina está en serie con un condensador. Estos son parte de la segunda bobina construida especialmente, cada primario tiene 20 vueltas de cable cubierto de caucho N° 16B&S y están enrolladas por separado en tubos de caucho con un grosor no inferior a 3mm. El secundario tiene 300 vueltas de cable magnético cubierto de seda N°30 B&S, enrollado en un tubo de caucho y en sus extremos encajado en tubos de cristal o caucho. Los primeros tenían que ser lo suficientemente largos como para estar holgados al colocar la segunda bobina entre ambos, también deben cubrir alrededor de 5cm del secundario. Debe colocarse una división de caucho duro entre las bobinas primarias. Los extremos de las primarias que no están conectadas se dirigirán al explosor.

ESQUEMA TÍPICO DE UNA BOBINA DE TESLA

Este circuito está diseñado para ser alimentado con corrientes alternas. Aquí el chispero corta la alta frecuencia a través del trasformador primario. Una inductancia protege el transformador.

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CONFIGURACIÓN ALTERNATIVA DE UNA BOBINA TESLA Está alimentado por corrientes alternas. Pero aquí el transformador de la alimentación AC debe ser capaz de tratar altos voltajes o altas frecuencias. CAPÍTULO 1.

PARÁMETROS DE UNA BOBINA TESLA El funcionamiento de una bobina tesla comienza con un enchufe eléctrico común. A partir de allí, la corriente es llevada a un transformador intensificador. Este eleva la corriente doméstica de 120 voltios a varios miles. Del transformador, la electricidad se mueve hacia el capacitor, el que funciona como una especie de batería de almacenamiento a corto plazo para la energía eléctrica. Cuando el capacitor s TRANSFORMADOR: El trasformador de alto voltaje es un elemento muy importante, ya que brinda el punto de partida para el correcto funcionamiento de una bobina tesla, básicamente existen dos tipos de trasformadores que son los más utilizados, uno con una función de limitación de corriente y otro que requiere corriente externa limitante. CONDENSADOR: “Este

elemento

almacena

toda

la

carga

debida

la

tensión

proporcionada por el secundario del transformador que se debe acoplar a cada una de las condiciones proporcionadas por este transformador, dependiendo de su tensión de transferencia al secundario permitirá dar las condiciones de diseño del sistema.” El condensador primario es el encargado de almacenar la energía momentáneamente, tras ser cargado por la fuente de AT (E=½C·V²), luego ésta se transfiere a la bobina primaria (E=½L·I²) al dispararse el spark gap y de esta forma se producen las oscilaciones de alta

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frecuencia. Sin lugar a dudas se le puede considerar como el componente más crítico en el montaje de una Bobina de Tesla, si realmente no disponemos de mucho presupuesto para el conjunto del proyecto, es en este componente donde menos debemos de escatimar costes. Los condensadores empleados tienen que reunir una serie de cualidades que no son muy comunes, entre ellas: poder manejar altas tensiones, tener una buena respuesta en altas frecuencias, entregar una alta intensidad de pico en su descarga, tener bajas pérdidas y un excelente comportamiento a variaciones instantáneas de voltaje (dv/dt), y ante todo que tengan una buena fiabilidad, puesto que las condiciones de trabajo que se dan en una de estas bobinas son infernales para cualquier capacitor aparentemente apto. Pinilla, F. (2014).

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5. Definición de términos básicos: 

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.



Frecuencia: Es el número de oscilaciones o ciclos que ocurren en un segundo. La unidad fundamental de la frecuencia 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.

6. MARCO METODOLÓGICO: a. Experimental: Materiales recursos a utilizar.  Base sobre la que instalar los componentes. Una tabla de madera puede ser suficiente.  Una pila de 9V con un conector.  Un transistor (2N2222A).  Una resistencia de 22k Ohm.  Un interruptor.  Un tubo de PVC.  Alambre de cobre.  Una pequeña pelota.  Papel de aluminio.  Cinta adhesiva.  Cable para conectarlo o soldarlo todo.

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B. Metodología: ➨ Paso #1 Enrollar el Alambre Magneto desde un extremo del Tuvo PVC hasta llegar al otro extremo sin dejar algún espacio vacío. Pega Cinta Adhesiva al Alambre donde se empezó a enrollar y donde terminó (Debe quedar una punta libre de cada lado). ➨ Paso #2 Pega el Transistor 2N2222A con Cinta Adhesiva a un costado de la tabla (Las puntas deben estar hacia el centro de la tabla). Luego pega con Pegamento Caliente el Interruptor, cerca del transistor y a la orilla de la Tabla. Después pega el Tuvo PVC a otro costado de la tabla, recuerda que el alambre debe estar en dirección a las puntas del transistor. ➨ Paso #3 Soldar la Resistencia 22 k a la parte central del Transistor. Luego pelar el esmalte de la punta libre del Alambre en dirección al Transistor para soldarlo a la unión de la Resistencia 22 k con el Transistor. Después pega con pegamento caliente cada extremo del Cable Ordinario enrollándolo 2 vueltas al Tuvo (Deja las puntas libres). ➨ Paso #4 Soldar el extremo derecho del Cable Ordinario a la punta derecha del Transistor. Luego con otro pedazo de Cable Ordinario se realiza pág. 10

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un puente del extremo sobrante del Cable enrollado al Tuvo soldando ese extremo con el otro cable y el extremo del puente con la Resistencia. Después soldar otro puente desde la tercera punta del Interruptor hacia la unión del puente anterior. ➨ Paso #5 Soldar el cable rojo del Broche a la segunda punta del Interruptor y el cable negro a la punta restante del Transistor. Luego conectamos la Pila/Batería al Broche. ✔ Prueba #1 ✘ Encendemos el Interruptor y sosteniendo una Bombilla en la mano la giramos o rotamos alrededor del Tuvo con alambre. Si funciona puedes seguir al siguiente paso, si no funciona verifica las soldaduras y las conexiones correctas. ➨ Paso #6 Forramos la Pelota Pequeña o de Ping Pong de Papel Aluminio. Luego pegamos el extremo restante del Alambre de Magneto a la pelota (Meter la punta dentro del aluminio) y pegamos la pelota con pegamento caliente a la parte superior del Tuvo. Después pegamos con Cinta Adhesiva la Pila/Batería. ✔ Prueba #2 ✘ Enciende el Interruptor de nuevo y rota la Bombilla alrededor de la pelota y el Tuvo.

7. RESULTADOS: pág. 11

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Nuestra mini bobina de tesla fue diseñada como resultado de la investigación y experiencias de otros investigadores que desarrollaron dicho dispositivo, para después las debidas pruebas de funcionalidad para dar por concluido el objetivo de transmitir energía inalámbrica a través de la Bobina de Tesla. 8. DISCUSION: Es sorprendente se puede encender bombillas de luz, sin necesidad de conectarlas a una fuente eléctrica. La bobina de tesla le transmite electricidad en forma inalámbrica. El resultado se puede probar con diferentes bombillas y leds, que se iluminarán de forma variable dependiendo de su tamaño, potencia.

9. CONCLUSIONES: La bobina de Tesla funciona de la siguiente manera: El voltaje recibido de la conexión a la corriente alterna llega primeramente al transformador, el cual amplifica el voltaje recibido. La energía producida es inducida a la bobina, la cual hace circular la energía a lo largo de la misma produciendo ondas electromagnéticas de alta frecuencia y voltajes elevados. Como grupo de trabajo quedamos satisfechos con haber logrado el objetivo de esta investigación.

10.

BIBLIOGRAFÍA.  Flores, G. & Gallardo, A. & Ramírez, D. (2015). Historia, Desarrollo y Advertencias sobre la bobina de Tesla. pág. 12

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http://laparehdeverruh.blogspot.com/2015/12/historia-desarrollo-yadvertencias.html  Martínez, A. (2016). Energía Inalámbrica. https://www.monografias.com/trabajos106/electricidadinalambrica/electricidad-inalambrica.shtml#resumena  Perez, J. (2010). ELECTRICIDAD INALÁMBRICA. http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/1983/621382P438 .pdf;jsessionid=70F309AB2AFC30CD18DE802B0FD3430B?sequence=1  Pinilla, F. (2014). DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE BOBINA TESLA. https://www.iiis.org/cds2010/cd2010csc/cisci_2010/paperspdf/ca362bt.pdf

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