anteproyecto

PRIMERA QUINCENA METROLOGIA ELECTRICA

JOS DANIEL BOTIA MOLANO

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA-FESAD

ESCUELA DE CIENCIAS TECNOLOGICAS

TECNOLOGA EN ELECTRICIDAD

CREAD SOGAMOSO

2009

PRIMERA QUINCENA METROLOGIA ELECTRICA

JOSE DANIEL BOTIA MOLANO

CODIGO:200912206

DOCUMENTO: 9.395.060

Trabajo presentado en la materia de

METROLOGIA ELECTRICA

Profesor

LUIS FREDY SOSSA

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA-FESAD


TECNOLOGA EN ELECTRICIDAD

CREAD SOGAMOSO

2009

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA


FICHA RESUMEN PRESENTACION DEL PROYECTO DE GRADO

1. INFORMACIN GENERAL DE PROYECTO DE INVESTIGACIN

Ttulo : LA BOBINA TESLA

Lnea de Investigacin: TECNOLOGICA

Programa Acadmico: TECNOLOGIA EN ELECTRICIDAD

Cread: SOGAMOSO

Grupo de Investigacin: 6

Integrantes

Cdigo

E-mail - Telfono

JOHANY ANDRES GONZALEZ MOGOLLON

JOSE DANIEL BOTIA MOLANO

200911941

200912206

[email protected]

[email protected]

Director(es) : Carlos Rafael Daz Daz

E-mail: [email protected]

Objetivo general: comprobar que a travs de la induccin de campos electromagnticos se logra la transferencia de corriente elctrica,( sin utilizar el contacto fsico / por medio de conductores )

Objetivos especficos: transferir por medio de una bobina de tesla corriente elctrica a distintos tipos de bulbos para iluminacin y ver sus efectos, tan solo usando la elevacin de la frecuencia

Problema: el manejo seguro del circuito elctrico ya que se manejan voltajes por el orden de los 25.000 voltios a distancias totalmente fuera de los parmetros de la seguridad en circuitos energizados

Justificacin: optimizar la transferencia de la energa elctrica de manera inalmbrica y aprovechar sus propiedades

Resultados esperados: se consigue lo plasmado en los objetivos despus de repetidos intentos fallidos pero con resultados totalmente satisfactorios

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO DE INVESTIGATION

Construir bobina de tesla y llevar sus aplicaciones ms all del marco conceptual o sea a la prctica y al comercio

Utilizar la investigacin tanto cientfica como aplicada y plasmarla por escrito llevando as un archivo de avances de las actividades realizadas

Conseguir los materiales adecuados

Realizar los clculos de construccin del circuito

Tomar las precauciones contra los riesgos inminentes como son descargas y electro shocks

Fecha: 24 de Septiembre de2009.

LA BOBINA DE TESLA UN CIRCUITO ELECTRICO

PARA COMERCIALIZAR

RESUMEN

Hace tiempo en un programa, de Duscovery chanel hablaron sobre este aparato y como yo estoy estudiando todo lo relacionado con la electricidad y electrnica, pues este tema no puedo pasar desapercibido por mi blog: Personal

Antes de nada una descripcin de lo que es: "La Bobina de Tesla es un generador electromagntico que produce altas tensiones de elevadas frecuencias (radiofrecuencias) con efectos observables como sorprendentes efluvios, coronas y arcos elctricos.Su nombre se lo debe a Nicola Tesla, un brillante ingeniero que vivi en la segunda mitad del siglo pasado y a principios de ste y que en 1891, desarroll un equipo generador de alta frecuencia y alta tensin con el cual pensaba transmitir la energa elctrica sin necesidad de conductores." Otro uso que tiene la bobina aparte de transmitir la energa elctrica es la de que puede reproducir sonido como si de un altavoz se tratase

Una cosa que comentaron en el programa es que con este tipo de invento, es posible crear un estado de la materia llamado plasma(aunque dura poco).

INTRODUCCIN

Cuando se vislumbra el gran futuro en la ciencia y la tecnologa en el pas, surgen interrogantes acerca de la efectividad y eficacia de los mtodos utilizados para la creacin de nuevas tecnologas o por lo menos el aprovechamiento de las existentes.

Dichos interrogantes motivaron la inventiva del colombiano para lograr desarrollar nuevas tecnologas, o aplicaciones en campos no explorados aun.

El de la entretencin popular es un excelente campo de accin, para comercializar productos de este tipo, Es por esto que por medio de este sencillo pero entretenido proyecto encontramos maneras de crear empresa

El trabajo en su contenido se estructura en siete partes que integran el mtodo de su construccin, el marco conceptual de cada una de sus componentes, la lista de materiales, herramientas necesarias para la ejecucin, el desarrollo y la parte experimental, el cuidado y atencin y los cuadros de costos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Comprobar que a travs de la induccin de campos electromagnticos se logra la transferencia de corriente elctrica, (sin utilizar el contacto fsico / por medio de conductores)

OBJETIVOS ESPECFICOS

Transferir por medio de una bobina de tesla corriente elctrica a distintos tipos de bulbos para iluminacin y ver sus efectos, tan solo usando la elevacin de la frecuencia y el voltaje.

METODOLOGA

Para conceptualizar cada una de las partes que conforman esta propuesta de investigacin o temas desarollados en el presente trabajo, se debe llevar un proceso metodolgico constituido por una secuencia de actividades encausadas hacia la construccin del conocimiento y el desarrollo de este producto.

Es por esto que se necesita del compromiso consigo mismo pues de la responsabilidad depender el xito por tanto es necesario apropiarse del contenido del tema e investigar a fondo cada una de sus componentes.

Al igual que sus riesgos y cuidados que se deben tener para su manipulacin.

DISEO

La Bobina de Tesla es un generador electromagntico que produce altas tensiones de elevadas frecuencias (radiofrecuencias) con efectos observables como sorprendentes efluvios, coronas y arcos elctricos.

Su nombre se lo debe a Nikola Tesla, un brillante ingeniero que vivi en la segunda mitad del siglo pasado y a principios de ste y que en 1891, desarroll un equipo generador de alta frecuencia y alta tensin con el cual pensaba transmitir la energa elctrica sin necesidad de conductores. Aunque esta idea no prosper, Tesla es el inventor de la corriente trifsica y de los motores de induccin, que mueven en el presente todas nuestras industrias.

La Bobina de Tesla causa gran impresin por su espectacularidad y provoca inters por conocer su funcionamiento; una excelente manera de comprenderla y disfrutarla resulta mediante la construccin de una bobina propia.

REA DE ESTUDIO

Capacitor o condensador

Un capacitor est compuesto de dos placas metlicas separadas por un dielctrico. Su funcin es almacenar cargas elctricas. El material aislante que separa las placas se llama dielctrico y generalmente se usa aire, vidrio, mica, etc. Si dos placas cargadas elctricamente estn separadas por un material dielctrico, lo nico que va a existir entre dichas placas es la influencia de atraccin a travs de dicho dielctrico.

.

Capacidad elctrica

Se define como la propiedad que tienen los capacitores de almacenar cargas elctricas. La unidad fundamental de la capacidad es el farad o faradio (F); los submltiplos de esta unidad son los microfaradios (millonsimos de farad), picofaradios, etc.

Inductor o bobina

Descripcin: Si tomamos un conductor, por ejemplo un alambre y lo enrollamos, formamos una bobina; si hacemos que fluya una corriente por ella se establecer un poderoso campo magntico 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 est acompaado por efectos magnticos: la aguja de una brjula, por ejemplo, se desvi de su posicin normal, norte-sur, en presencia de un conductor por el cual fluye una corriente. La corriente, en otras palabras, establece un campo magntico.

Si ahora hacemos que por dicha bobina circule una corriente alterna (en la que los electrones cambian de direccin) de alta frecuencia (radiofrecuencia), se establecer un campo magntico variable. Si en presencia de dicho campo magntico variable colocamos otra bobina (bobina secundaria), en esta se "inducir" una corriente elctrica similar a la de la bobina primaria.

Bsicos

Inductancia elctrica

Se define como la propiedad de una bobina que consiste en la formacin de un campo magntico y en el almacenamiento de energa electromagntica cuando circula por ella una corriente elctrica. La unidad fundamental de la inductancia es el Henry (H); los submltiplos de esta unidad son los milihenry (milsimas de henry), microhenry, etc.

Frecuencia

Es el nmero 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.

Oscilador

Es un circuito electrnico capaz de generar corrientes alternas de cualquier frecuencia.

Frecuencia natural

Todos los objetos elsticos oscilan cuando son excitados por una fuerza externa (una barra metlica al ser golpeada oscila, emitiendo un sonido caracterstico). La frecuencia a la que un objeto elstico oscila libremente es llamada su frecuencia natural de oscilacin. Si a dicha barra oscilante acercamos otra barra idntica, la segunda barra comenzar a oscilar a la misma frecuencia, excitada por la primera; esto es que la segunda barra habr resonado con la primera.

En el caso de las oscilaciones electromagnticas, se presenta el mismo fenmeno que es justamente el hallazgo realizado por Tesla y aplicado a su bobina. Tesla construy un circuito oscilador (un capacitor conectado en paralelo con una bobina) que llam primario y a l acerco una bobina secundaria cuya frecuencia natural de oscilacin fuese la misma que la del circuito primario; de la relacin de vueltas entre el primario y el secundario depende el voltaje obtenido.

A continuacin se presenta el material necesario y el instructivo para la construccin de la Bobina de Tesla.

MATERIALES

CLAVE

CANTIDAD

ARTCULO

1

Botella de plstico, de alcohol o de agua destilada de un litro (8 cm de dim. x 20 cm de alto)

100 mts

Alambre de cobre esmaltado calibre 22

3mts

Alambre de cobre forrado de plstico calibre 8

2mts

Cable dplex 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

Receptculo para el foco

1

Interruptor de un polo, un tiro para 125 volts

A

1

Rectngulo de triplay de 19mm por 20 cm por 44 cm

B

1

Rectngulo de triplay de 19mm por 7 cm por 15 cm

C

1

Rueda de triplay de 19mm y 15cm de dimetro

2

Tornillos de cabeza de coche de 1/4" de dimetro por 2" de largo

4

Tuercas

2

Rondanas para tornillos de 1/4"

8

Pijas fijadoras de 1/8 x 1/2"

2


4

Pijas fijadoras de 1/8 x 1"

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 tamao carta

2

Vidrios de 10x10cm y 3mm de espesor

1

Papel aluminio x 1 mts

D

4

Tiras de madera de 2 x 1cm x 15 cm de largo

E

1

ngulo de aluminio de 2.5 x 2.5 x 12.5 cm de largo calibre 22

F

1

ngulo de aluminio de 4 x 3 x 8 cm de largo calibre 18 20

G

1

Lmina 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 parntesis indicando el material correspondiente.

Herramienta necesaria

*Desarmador plano y de cruz

*Pinza de corte y pinza de punta

*Tijeras

*Regla graduada

*Taladro

*Arco y segueta

*Lija

MTODOS Y TCNICAS EMPLEADOS

DESARROLLO

A 0.5 cm de la parte superior de la botella de plstico, se hacen 3 orificios pequeos separados 1 cm; en el otro extremo se hacen solamente 2 orificios. En uno de los extremos se mete el alambre de cobre calibre 22 y se enrolla de forma continua hasta llegar al otro extremo, dejando 20 cm de alambre al inicio y al final y se hace una pequea bobina en el extremo superior (electrodo).

A (C) se fija la botella con una pija larga (3/16 x 2") que pasa hasta (B), esto se puede hacer incrustando 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 pequeos ngulos de igual medida. Se hace un orificio de 1/4" a 2.5cm de altura en la parte de 4cm de largo de cada ngulo. En cada orificio se coloca un tornillo (cabeza de coche) con una tuerca y se le pone la roldana con la otra tuerca. Los ngulos se fijan a (B), esto se hace colocando 2 pijas de 1/8 x 1/2" en las partes no perforadas de ambos ngulos. Estos se fijan con una separacin de 3cm de tal forma que las cabezas de los tornillos se encuentren y estos se ajustan hasta una separacin 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.

Construccin del capacitor

Se cortan las hojas de acetato en cruz y quedan 4 hojitas iguales de 14 x 10.7 cm. Se cortan 11 rectngulos de papel aluminio de 9 x 15 cm. Se colocan dos rectngulos de acetato y encima de estos un rectngulo de papel aluminio, este ltimo se coloca de manera que sobresalga 4 cm por el lado ms corto del acetato.

Enseguida se colocan otras dos hojitas de acetato y encima de estas otro papel aluminio de manera que tambin 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 enroscndolas ligeramente..

Se cortan (G) a la mitad y las partes resultantes se doblan a la mitad. Estas servirn 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 separacin 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 ngulo.

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 nmero de vueltas) a la otra placa del explosor.)

Se fija el transformador T1 a (B) y los cables de salida del secundario, cables ROJOS de ste, se conectan a los ngulos que forman parte del explosor.

ANLISIS ESTADSTICO

El transformador T1 carga al capacitor C1 y se establece una diferencia de potencial muy grande (alta tensin) entre las placas de ste. 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 travs de la bobina primaria L1 (con pocas espiras) estableciendo una corriente oscilante. Enseguida el capacitor C1 se carga nuevamente repitiendo el proceso. As resulta un circuito oscilatorio de radiofrecuencia al que llamaremos circuito primario.

La energa producida por el circuito primario es inducida en la bobina secundaria L2 (con mayor nmero de vueltas) la cual es resonante a la frecuencia natural del primario, esto es, que oscila a la misma frecuencia en que est 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 electromagnticas de muy alta frecuencia y voltajes muy elevados. Las

ondas que se propagan en el medio hacen posible la ionizacin de los gases en su cercana y la realizacin de diversos experimentos.

CUADRO DE COSTOS

CANTIDAD

MATERIALES

VALOR

3 mts

Cable calibre 8

$ 6.000

2 mts

Cable calibre 16

$ 4.000

1

Transformador

$ 250.000

2

Clavijas

$ 3.000

1

Foco

$ 3.500

1

Receptculo

$ 3.500

1

Interruptor

$ 3.500

3

Triplay

$ 8.000

6

Tornillos grandes y pequeos

$ 2.800

4

Tornillos 10x32

$ 2.600

6

Hojas de acetato

$ 3.600

2

Vidrios 10x10

$ 3.100

1

Papel Aluminio

$ 5.800

4

Tiras de madera

$ 3.000

3

ngulos de aluminio

$ 2.000

1

Pinza de corte

$ 4.500

1

Guantes

$ 5.000

19

Pijas fijadoras

100 mts

Alambre de cobre esmaltado calibre 22

$ 8.000

1

Botella de plstico, de alcohol de agua destilada de 1 litro (8 cm diam. Por 20 cm de alto)

RESULTADOS

Si se acerca un foco comn y corriente al electrodo superior de la bobina de alto voltaje L2, se observarn los efluvios internos provocados por la radiofrecuencia (RF).Una lmpara fluorescente encender tambin al acercarla; lo mismo con un tubo de nen.

Se puede provocar una chispa de RF tomando un objeto metlico 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.

CONCLUSIN

Se logra la observacin de los fenmenos con efectos como sorprendentes efluvios, coronas y arcos elctricos

Se observa que los costos no son elevados

Conseguimos comprender mejor los fenmenos naturales desde el marco conceptual

CUIDADO!

No acercar aparatos electrnicos a la bobina. La alta tensin de radiofrecuencia quema los circuitos transistorizados. El transformador y la bobina producen una tensin muy alta y por ningn motivo deben tocarse con las manos.

ATENCIN!

Es preciso que las primeras pruebas y experimentos se realicen bajo la supervisin de un profesor o una persona mayor conocedora de los peligros que representan los altos voltajes.

BIBLIOGRAFA

http://es.wikipedia.org/wiki/circuito el%c3%A9ctrico

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001601/index,html

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