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¿Cómo construir una bobina de Tesla?

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¿Cómo construir una bobina de Tesla?

 

 

 

 

Para construir una bobina de Tesla es necesario contar con una fuente de poder estable. La intensidad de los arcos eléctricos de la bobina dependen principalmente de la cantidad de watts que puedan ser proporcionados por la fuente de poder.

En mi caso particular, decidí construir una bobina pequeña de bajo poder con fines educativos, ya que siempre existen muchos riesgos asociados al manejo de altos voltajes.

La fuente de poder puede ser de cualquier tipo. La fuente que yo empleé es de una impresora que proporciona 15vDC en las terminales de salida con una corriente máxima de 300mA (300 miliamperes ó 0.3 amperes). A la fuente, le coloqué un par de diodos rectificadores de 3A, puesto que tenia un par disponible, pero creo  que un par de diodos convencionales deben funcionar, siempre y cuando la cantidad de amperes demandados,estén por debajo del limite máximo de los diodos,.

Nota: 

El poder que consume la bobina se puede calcular con la ecuacion P = I*V, donde I es la cantidad de la corriente en amperes y V es el voltaje propocionado por la fuente. En el caso de los diodos, si va a construir una bobina de alto poder, debe asegurarse que los diodos que tenga disponibles puedan tolerar la cantidad de corriente que va a fluir atravez  de ellos. Por ejemplo, si tu fuente te proporciona 5A, se pueden emplear diodos como el 50SQ080 5A. 

El propósito de los diodos, en el caso de mi bobina, es para reducir el voltaje que entra a las terminales del transistor que actúa como interruptor de alta frecuencia, con el fin de reducir de 15, a ~13 volts.

De la salida de los diodos, debe construir un circuito que controle el transistor para que actué como interruptor, ya que se requiere una onda pulsante en la entrada del flyback (transformador de alto voltaje) para poder incrementar el potencial. Para construir el circuito, le recomiendo consultar en internet cualquier diagrama, o hacer los cálculos respectivos de las resistencias y capacitores para obtener una señal de salida con un ciclo de 50%, empleando un simple 555. Tenga en cuenta que el circuito integrado 555 no tolera voltajes muy altos, por lo que es aconsejable incluir un regulador de voltaje positivo de 5v en el circuito.

Para hacer ajustes en la frecuencia y maximizar el efecto de resonancia, se puede hacer uso de un potenciómetro en el circuito de control.

El transistor que actúa como interruptor de alta velocidad para insertar la señal al flyback debe ser de tipo ficha, o bien, puede emplear un MOSFET  para  insertarle todo el poder posible al transformador y asi obtener arcos mas grandes. El transistor que yo emplee como interruptor es el 2N3055. De la terminal de salida del circuito construido con el reloj 555 (terminal # 3), la señal generada (onda cuadrada) es inyectada a la base del transistor para activarlo.  Es recomendable emplear un buen disipador de calor en el transistor, puesto que este se calienta considerablemente, y si no se disipa el exceso de calor apropiadamente el componente puede dañarse.

Hace poco tiempo, me puse a experimentar nuevamente con la bobina con la finalidad de alterar las dimensiones de los arcos electricos. Para ello, reemplaze el transistor 2N3055 por un MOSFET (IRF 540) y para mi sorpresa, la bobina no funciono. Aun estoy tratando de descubrir por que motivo, y bajo las mismas circunstancias, solamente funciona mi bobina con el 2N3055.

Cuando el circuito oscilador esta listo, es necesario insertar la señal proveniente del transistor a la fase primaria del Flyback. Para determinar tanto las terminales de entrada como tierra en un flyback le recomiendo consultar esta pagina: http://jnaudin.free.fr/lifters/labhvps/tht.htm, ahi se explica a detalle como identificar las terminales.

Una vez identificadas las terminales de entrada del Flyback, la terminal de salida es mas que notoria (el cable rojo de calibre grueso). Es en esta parte del circuito, la terminal de salida del  flyback, donde se produce alto voltaje. Se debe extremar precaución al manejar esta terminal ya que cualquier negligencia puede ser fatal.

Una vez identificadas las terminales de alta tensión (salida del flyback y tierra), es necesario construir un explosor, acoplar un capacitor y una bobina para hacer el efecto de resonancia y construir asi la "bobina de Tesla". Consulte el diagrama en bloques para identificar la conexión de dichos componentes.

El explosor (o spark gap) no es otra cosa mas que un par de terminales separadas por aire. El aire se ioniza cuando el capacitor alcanza altos voltajes, generando un arco electrico que descarga toda la energia del capacitor a travez de la bobina, y genera a la vez un impulso electromagnetico de corta duracion y de magnitud considerable, que induce un alto voltaje en la bobina secundaria generando asi los deseados arcos electricos.

Para probar que la bobina funcion correctamente, conecte el explosor en serie con la bobina, y estos a su vez deben ir conectados al capacitor en paralelo y a la salida de alto voltaje.

PRECAUCION: JAMAS TOQUE LAS TERMINALES DE SALIDA DEL FLYBACK. Es sumamente importante extremar precaucion cuando se trabaje con dichas terminales ya que el voltaje es alto, y la corriente es considerable, por lo que cualquier negligencia en la manipulación de estos componentes puede ser letal. Consulte en manuales de seguridad, como manejar altos voltajes. Para esto es recomindable usar guantes gruesos, y emplear una pulsera antiestática para crear una conexión de su persona a tierra física.

El capacitor empleado en la bobina que se muestra en este portal,  tiene una tolerancia de 1.6KV (1600 volts). Si la bobina que planea construir requiere de voltajes mas altos, debe entonces emplearse un capacitor en el que su tolerancia al voltaje exceda al voltaje que se va a manipular, ya que de lo contrario puede ocurrir en una explosion de dicho componente.

Nuevamente, alterando la bobina, logre crear arcos mas grandes con un banco de capacitores de .01 microfaradios a 4000 volts. Para ello, conecte dos sets de tres capacitores en serie, en paralelo.   

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En el caso del explosor, se puede emplear un par de tornillos para poder realizar ajustes entre la separacion de estos. Comienze con una separacion de alrededor de 1mm. El explosor, debido a los altos voltajes que emplea, crea una atmosfera de ozono en su entorno por lo que estos tienden a oxidarse rapidamente. Si este proyecto planea hacerlo para demostrarlo en repetidas ocasiones, entonces es recomendable que el explosor lo construya con materiales resistences a la oxidacion, tales como el acero inoxidable.

Cuando ya se tiene listo el explosor, se debe conectar junto con el capacitor y la bobina como se muestra en el diagrama. La bobina se puede construir sobre un tubo de PVC. Las dimensiones varian dependiendo de la intensidad de los arcos electricos que se deseen generar. Si desea que los arcos tengan una longitud superior, es recomendable construir una bobina con una altura considerable. En el caso de la bobina aqui mostrada, se utilizo un tubo de PVC como base, (una pulgada de diametro) en el cual alambre de cobre (AWG24) fue enrollado hasta alcanzar una altura aproximada de 30cm.

Teniendo la terminal a tierra de la bobina como referencia, (el extremo inferior de la bobina, donde se iniciara a enrollar el alambre), comienze a bobinar en el sentido de las manecillas del reloj hasta obtener la altura deseada. Esta constituye la bobina secundaria del circuito en la que los arcos electricos son expulsados al aire. Si asi lo desea, puede colocar una estructura toroidal en la parte superior, que actue como corona para emitir arcos en todas direcciones.

Cuando ya se tiene construida la bobina sobre el tubo de PVC (bobina secundaria),  esta es colocada dentro de otra bobina de 4 o 5 vuletas conecta al circuito de alto voltaje (explosor y capacitor).

Debido a que la bobina mencionada en este articulo es experimental y con fines educativos, las dimensiones exactas son solamente aproximaciones, ya que la frecuencia de resonancia puede ser ajustada tanto con el potenciometro, la capacitancia del capacitor conectado a la salida de alto voltaje del flyback, y la separacion entre las terminales del explosor.

Ya que se tenga el proyecto ensamblado, es necesario ajustar el potenciometro y la distancia entre las terminales del explosor para poder obtener arcos en el secundario de la bobina. Si por alguna razon no se consigue generar arcos de magnitud suficiente o no se generan arcos en si, es recomendable cambiar el capacitor por uno de mayor capacitancia, y reajustar la frecuencia. La frecuencia de resonancia de la bobina aqui mencionada esta en el rango de 1 a 1.5 KHz. 

Si se cuenta con un generador de frecuencias, puede ajustar la frecuencia hasta maximizar el efecto de resonancia, y construir el circuito en base a la frecuencia obtenida.

Sea cauteloso al mantener encendida la bobina, ya que esta genera gas de Ozono, el cual se presume es nocivo para la salud. Utilize su bobina en espacios abiertos o bien ventilados por espacio de un par de minutos.

Si tiene alguna pregunta, o desearia agregar algun detalle puede escribir a Esta dirección electrónica esta protegida contra spam bots. Necesita activar JavaScript para visualizarla

 

La información contenida en este documento es proporciona con fines educativos. Solamente personas concientes sobre los riesgos asociados a la manipulación de altos voltajes, y con educación en circuitos eléctricos y electrónicos deben emplear este documento como guía para construir una bobina de baja potencia. El autor no se hace responsable del mal uso de la información contenida en este documento o cualquier daño causado por la manipulación de dicha información.

 

 

En el diagrama que se muestra arriba, el pulso de salida del 555 (terminal 3) es definido por las resistencias R1 y R2. La onda generada es del tipo cuadrado, donde t1 y t2 son ajustados de acuerdo a las ecuaciones que se muestran en el diagrama.



 

 

Para todos aquellos que han estado solicitando la lista de componentes, estos son los componentes que yo utilizé:

Circuito del reloj:

 C = 1uF

 R1 = 150 Ohms

R2 = 10K Ohms

 

 
Circuito del reloj

 

 HV cap =  .01uF a 1.5KV (El valor de la capacitancia del condensador, si es mayor es mucho mejor, por que asi se puede guardar mas carga en el y crear arcos eléctricos mas grandes. Tenga en cuenta que el voltaje de tolerancia del condensador debe ser lo mas grande que se pueda > 1000 volts)

 

 

 
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Banco de capacitores
 

 

 

La distancia entre los contactos del explosor es de medio milimetro aproximadamente.      

 

   

Fotografía del explosor

 

 

Es indispensable que la distancia del explosor sea minima (entre mas cerca, mejor). Esto se debe a que el voltaje que se necesita para ionizar el aire que existe entre los contactos del explosor y crear el arco electrico que genera el impulso electromagnetico, incrementa con la distancia. Desafortunadamente, cualquier cambio en la capacitancia o la distancia de los contactos del explosor van a cambiar la frecuencia de resonancia. Por ello es muy dificil predecir la frecuencia exacta a la que la bobina resuena.

El transistor 2n3055 se debe conectar apropiadamente. Para aquellos que no esten seguros de cómo hacerlo, en la imagen de abajo se pueden dar una idea. La terminal del colector se conecta a la carcaza del transistor. Yo lo conecte con un cable a uno de los tornillos que sujetan el transistor en el disipador de calor.

                                                                                                                                           

 

Nota: Cada proyecto es diferente por lo que no le puedo garantizar el funcionamiento de su bobina empleando los componentes mencionados. El éxito de la bobina depende del ajuste adecuado de la frecuencia de sintonización entre el banco de capacitores y el explosor. Se necesita ajustar la frecuencia de resonancia, para ello se emplea el potenciometro.

 

 El transformador elevador o "Fly Back" se debe conectar apropiadamente (consulte en http://jnaudin.free.fr/lifters/labhvps/tht.htm para mas detalles)

 

 

 

 

 El numero de vueltas empleado en la bobina primaria (cable rojo) fue de 5 vueltas. Note usted que el cable está puesto sobre el tubo de pvc para centrarlo con la bobina.

 

 

 
Vista lateral de la bobina

 



El circuito ensamblado se muestra a continuación:


 

 

 
Vista superior de la bobina

 


 

 

 
Foco convencional de 60W

 

 

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