Cómo hacer una bobina de Tesla

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 capacitor (o condensador eléctrico) y un transformador de bobina para que los picos de voltaje alternen entre los dos, y un juego de electrodos para que la chispa salte entre ellos a través del aire. Usado en aplicaciones que van, desde un acelerador de partículas hasta los televisores y los juguetes, la bobina de Tesla puede hacerse de materiales adquiridos en las tiendas de equipos electrónicos o de materiales de desecho. Este artículo describe la manera de crear una bobina de Tesla disruptiva, la cual es diferente a una de estado sólido y no puede reproducir música. ^{[1]XFuente de investigación}

Parte 1

Parte 1 de 2:

Planificación de una bobina de Tesla

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Considera el tamaño de la bobina, el lugar en que la vas a colocar y los requisitos de energía antes de construirla. Puedes construir una bobina de Tesla tan grande como tu presupuesto lo permita. Sin embargo, la chispa en forma de rayo de la bobina de Tesla genera calor y expande el aire a su alrededor (en esencia, crea un trueno). Sus campos eléctricos pueden también causar estragos en los dispositivos electrónicos, por eso quizá quieras construir y hacer funcionar tu bobina de Tesla en un lugar donde no perturbe, tal como un garaje o un taller. También deberás tener en cuenta si lo mejor es construir una bobina de Tesla a partir de un kit o reunir los materiales desde cero. Ambas opciones tienen ventajas y desventajas en lo que respecta a costos, tiempo de construcciones, recursos de ayuda y viabilidad.^{[2]XFuente de investigación}
- Para imaginar cuán grande es el tamaño de la chispa que puedes provocar o cuánta potencia necesitas para hacer que funcione, divide la longitud del alcance de la chispa entre 1,7 y eleva ese número al cuadrado para calcular la potencia de entrada en vatios (y a la inversa, para calcular el alcance de la chispa, multiplica la raíz cuadrada de la potencia en vatios por 1,7). Una bobina de Tesla que crea un chispa de alcance de 1,5 m (60 pulgadas) requeriría 1246 vatios (una bobina de Tesla que use una fuente de potencia de 1 kw, generaría una chispa de un alcance aproximado de 1,37 m (54 pulgadas).
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Aprende la terminología. Para diseñar y construir una bobina de Tesla hay que comprender ciertos tecnicismos científicos y unidades de medida. Tendrás que conocer su propósito y función para poder crear una bobina de Tesla apropiadamente. Los siguientes son algunos de los términos que necesitarás conocer:^{[3]XFuente de investigación}
- Capacitancia: es la capacidad de almacenar carga eléctrica o la cantidad de carga eléctrica almacenada para un voltaje dado. Un dispositivo diseñado para almacenar carga eléctrica se llama "capacitor" (o condensador eléctrico). La unidad de medida de la capacitancia es el faradio (F). Un faradio se define como 1 ampere-segundo (coulomb) por voltio. Comúnmente, la capacitancia se mide en unidades más pequeñas, como los microfaradios (uF), que es la millonésima parte de un faradio, o en pico faradios (pF y a veces se lee "puff"), la trillonésima parte de un faradio.
- Inductancia, o auto-inductancia: se refiere a cuánto voltaje un circuito eléctrico lleva por cantidad de corriente en el circuito (las líneas de potencia de alta tensión, las cuales llevan altos voltajes pero con bajas corrientes, tienen alta inductancia). La unidad de medida de la inductancia es el Henry (H). Un Henry se define como 1 voltio-segundo por unidad de corriente (ampere). Comúnmente, la inductancia se mide en unidades más pequeñas, tales como el milihenry (mH), la milésima parte de un Henry, o el microhenry (uH), la millonésima parte de un Henry.
- Frecuencia resonante, o frecuencia de resonancia: es la frecuencia a la cual la resistencia para transferir la energía, es mínima (para una bobina de Tesla, este es el punto de operación óptimo para transferir energía eléctrica entre las bobinas primaria y secundaria). La unidad de medida para la frecuencia es el hertz (Hz), definido como un ciclo por segundo. De forma común, la frecuencia de resonancia se expresa en kilohertz (kHz), siendo 1 kHz igual a 1000 Hz.
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Reúne las partes que necesitarás. Necesitarás un trasformador de fuente de corriente, un capacitor primario de alta capacitancia, un montaje para la brecha de la chispa, una bobina inductora primaria de baja inductancia, una bobina inductora secundaria de alta impedancia, un capacitor secundario de baja capacitancia y algo para suprimir, o sofocar, el ruido del pulso de alta frecuencia creado cuando la bobina de Tesla opere. Para más información sobre las partes, lee la sección "Construcción de una bobina de Tesla" a continuación.
- La fuente de alimentación o transformador alimenta potencia a la primaria, o circuito tanque, el cual conecta el capacitor primario, la bobina inductora primaria y el montaje de la brecha de la chispa. La bobina inductora primaria se coloca junto a, pero no cableada con, la bobina inductora del circuito secundario, el cual está conectado al capacitor secundario. Una vez que el capacitor secundario ha acumulado suficiente carga eléctrica, produce la descarga de serpentinas de electricidad (rayos).
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Parte 2

Parte 2 de 2:

Construcción de una bobina de Tesla

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Este determina cuán grande puedes hacer tu bobina de Tesla. La mayoría de las bobinas de Tesla operan con un transformador que tiene un voltaje de salida entre 5.000 y 15.000 voltios a una corriente entre 30 y 100 miliamperes. Puedes obtener un transformador de un almacén de excedentes de una universidad, por Internet o de lo que desecha de un letrero de neón.^{[4]XFuente de investigación}
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Haz el capacitor primario. La mejor manera de crear este capacitor es conectar una cantidad de capacitores pequeños en serie, de forma que cada capacitor maneje partes iguales del voltaje total del circuito primario (esto requiere que cada capacitor individual tenga la misma capacitancia que los otros capacitores en serie). Este tipo de capacitor es llamado "multi-mini-capacitor" o "MMC".
- Los capacitores pequeños y sus resistores asociados se pueden obtener de las tiendas de suministros de electrónica o recuperar los capacitores de cerámica de los televisores usados. También los puedes construir a partir de polietileno y láminas de aluminio.
- Para maximizar la potencia de salida, el capacitor primario debe poder alcanzar su capacitancia total cada medio ciclo de la frecuencia de la potencia que es suministrada (para una fuente de potencia de 60 Hz, esto significa 120 veces cada segundo).
Si vas a planificar una sola brecha de chispa, necesitarás pernos de metal de al menos 6 mm (¼ pulgada) de espesor para que pueda soportar el calor generado por la descarga eléctrica entre las chispas. También puedes conectar múltiples brechas de chispas en serie, usar una rotatoria o un golpe de aire comprimido entre las chispas para moderar la temperatura (se puede usar una aspiradora vieja para el golpe de aire).
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Construye la bobina inductora primaria. La bobina en sí será hecha de alambre, pero necesitarás enrollar el alambre en forma de espiral. El alambre debe ser esmaltado en cobre, el que podrás obtener de una tienda de suministros eléctricos o recuperando el cable de salida de algún aparato en desuso. El núcleo alrededor del cual enrolles el cable debe ser cilíndrico, como un tubo plástico, o cónico, como una vieja pantalla.
- La longitud del alambre determina la inductancia de la bobina primaria. Esta debe tener una inductancia baja, por eso utilizarás comparativamente poco cable para hacerla. Puedes usar una sección no continua de cable para la bobina primaria, de forma que puedas enganchar tantas secciones como las que se necesiten para ajustar la inductancia sobre la marcha.
Esto completa el circuito primario.
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Construye la bobina inductora secundaria. Como la bobina primaria, tendrás que enrollar alambre alrededor de un núcleo cilíndrico. La bobina secundaria tiene que tener la misma frecuencia de resonancia que la bobina primaria para que la bobina de Tesla opere eficientemente. Sin embargo, la bobina secundaria tiene que ser más alta o larga que la primaria, porque tiene que tener una mayor inductancia, así como para prevenir cualquier descarga eléctrica desde el circuito secundario, que puede alcanzar y quemar el circuito primario.
- Si careces de materiales para hacer el circuito secundario lo suficientemente grande, lo puedes compensar construyendo un riel (esencialmente un pararrayos) para proteger el circuito primario, pero esto implicará que la mayor parte de la descarga de la bobina de Tesla caerá sobre el riel y no saltará en el aire.
El capacitor secundario, o terminal de descarga, puede ser cualquier forma redonda, pero las dos más populares el toro (anillo o forma de rosquilla) y la esfera.
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Une el capacitor secundario con la bobina inductora primaria. Esto completa el circuito secundario.
- Tu circuito secundario debe estar aterrado separadamente de la tierra de los circuitos que suministran la alimentación al transformador de la casa para evitar un flujo de corriente eléctrica que vaya desde la bobina de Tesla a la tierra de los circuitos de tu casa, lo que posiblemente quemaría todo lo que esté conectado en los enchufes. Enterrar un pincho de metal es una buena manera de lograr el aterrado sin riesgos.
Estos son pequeños inductores que impiden que los pulsos creados por el ensamblaje de la chispa destruyan la fuente de alimentación. Puedes hacer uno enrollando alambre de cobre fino en un tubo estrecho, tal como un bolígrafo.
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Ensambla los componentes. Coloca los circuitos primario y secundario uno al lado del otro, y conecta la fuente de alimentación al circuito primario, a través de los ahogadores. Una vez que hayas enchufado el transformador, tu bobina de Tesla estará lista.
- Si la bobina primaria es de un diámetro suficientemente grande, la bobina secundaria puede colocarse en su interior.
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Consejos

Para controlar la dirección del flujo que sale del capacitor secundario, coloca objetos de metal cerca del capacitor, pero sin tocarlo. El flujo formará un arco del capacitor al objeto. Si el objeto incluye una luz, tal como un bombillo incandescente o un tubo fluorescente, la electricidad que proviene de la bobina de Tesla hará que esta se encienda.
Para diseñar y construir una bobina de Tesla hay que trabajar con ecuaciones matemáticas bastante complejas. Afortunadamente, es fácil encontrar las ecuaciones pertinentes y calculadoras en línea para hacer las operaciones correspondientes.^{[5]XFuente de investigación}

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Advertencias

Los transformadores de letreros de neón sólido, como los de fabricación reciente, suelen incluir un interruptor diferencial; por lo tanto, no podrán operar la bobina.
Hacer una bobina de Tesla no es sencillo, a menos que ya tengas algo de conocimiento de ingeniería y electrónica.
Un capacitador usado para bobinas de Tesla y otros generadores o dispositivos de alto voltaje e iones (como los dispositivos que levitan en alta tensión) pueden acumular y retener cantidades elevadas de energía eléctrica, la cual descargan por completo en un instante. Ten mucho cuidado y no dejes que los niños ni ninguna otra persona sin la formación de seguridad adecuada los toquen o trabajen con ellos.

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