Proyecto Laboratorio FIS120Primer Semestre 2016Bobina de Tesla

Foto por Camilo Saldías

Alex ArenasAlex Carrasco

Rosendo EspinosaNatalia Huerta

Marcela Vidal

Introducción●

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Desarrollo experimental

Circuito de la Bobina

Marco teórico

Marco teórico

Fuente de Corriente Alterna

Marco teórico

Circuito RLC de Corriente Alterna

Marco teórico

Líneas de campo magnético producidas por la corriente en un solenoide.

Marco teórico

Inductancia mutua

Marco teórico

Resonancia

Objetivos del proyecto

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Objetivos

Desarrollo experimental

Caracterización del transformador

Utilizando la fuente AMPLAB de frecuencia variable, encontrar la relación de transformación del transformador

Desarrollo experimental

Desarrollo experimental

Elaboración de la bobina

Bobina primaria

● Composisicón:○ Cobre esmaltado N° 7○ 6 vueltas○ Tubo de PVC de 10,5 cm

de diámetro

Bobina secundaria

● Composisicón:○ Cobre esmaltado N° 22○ 900 vueltas○ Tubo de PVC de 7,5 cm

de diámetro

Desarrollo experimental

Desarrollo experimental

Elaboración de los capacitores y explosor

Condensador cilíndrico

● Composisicón:○ 20 láminas de acetato○ 10 láminas de aluminio○ 10 terminales para

conexión (cables)

Explosor

● Composisicón:○ 2 tornillos de aluminio○ 2 ángulos tipo L○ 4 tuercas de aluminio

Toroide

● Composisicón:○ Tubería corrugada de

aluminio de 3 pulgadas de diámetro

Desarrollo experimental

Desarrollo experimental

Precauciones al momento de la elaboración:

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Desarrollo experimental

ResultadosResultados

Relación de transformación del Transformador 1/10

Capacidad del Capacitor Cilíndrico 23 [nF] (medido con el multitester RLC)

Inductancia de la Bobina primaria 4,80 [uH] (medido con el multitester RLC)

Inductancia de la Bobina secundaria 6,67 [mH] (medido con el multitester RLC)

Diferencia de Potencial de entrada del transformador 60 [V] (medido con el multitester)

Corriente de entrada al transformador 3,8 [mA] (medido con el multitester)

Diferencia de Potencial de salida del transformador ≈ 600 [V] (en base a la relación de transformación)

Diferencia de Potencial en el toroide ≈ 30 [KV] (en base a la ruptura dieléctrica del aire)

Resultados

Experimentos

Lámpara de plasma Transmisión inalámbrica de energía

Resultados

Discusión y análisis

● La idea de utilizar un toroide conectado a la bobina secundario tiene la intención de aumentar el alcance del campo magnético, además de aumentar la capacidad del circuito secundario.

● Se busca alcanzar la frecuencia de resonancia, por ello se construye un condensador con las características antes mencionadas.

● El explosor tiene que tener una distancia de separación igual o menor a 0,25 [mm], para lograr vencer la capacidad dieléctrica del aire y de esta descargar el condensador hacia la bobina primaria.

Discusión y análisis

Discusión y análisis

Costos del proyecto

Un costo total de $759.666

Discusión y análisis

Artículos comprados Precio en pesos

Alambre cobre esmaltado N°22 8678

Alambre cobre esmaltado N°9 1953

Tubo de PVC 3" [1m] 1732

Papel de acetato 3290

Papel aluminio 1190

Tubo corrugado de aluminio 5390

Interruptor 1185

L de acero GAP 1160

Tornillos GAP 820

Tuercas GAP 890

Cinta adhesiva 463

Cinta aislante 773

Tabla base 642

Pintura 900

Regleta conexión 4 cm 1190

Terminal aislado hembra 510

TOTAL 30766

Artículos reciclados Precio en pesos

Transformador 25000

Cable rojo 2.5 mm [1m] 1500

Cable enchufe 900

Tubo PVC (grande) 1000

Silicona 500

TOTAL 28900

Total de horas trabajadas 28

Precio en pesos de la HH por persona

5000

Precio total en pesos de HH 700000

Conclusiones

● Se diseñó y elaboró una bobina de Tesla, abarcando fenómenos electromagnéticos como inductancia mutua y resonancia vistos en el curso.

● La confección propia del condensador permitió alcanzar los valores necesarios para lograr la resonancia en el circuito.

● El alto costo del proyecto no permite llevar a cabo su construcción con un presupuesto de $20.000.

● La estructura de la bobina de tesla está pensada para usos pedagógicos.

Conclusiones