2022-II Diseño y fabricación de una bobina Tesla

El presente trabajo representa el informe final del curso "Fluidos y Termodinámica - CAF3", con el tema "Diseño y fabricación de una bobina Tesla".
VES, 21 septiembre 2024.

1. “Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
“DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UNA BOBINA DE TESLA”
Trabajo perteneciente al curso de Calculo Aplicado a la Física 3
Alumnos
Calderón Vallejos Roose Alanis -U21205147
Cisneros Román Eduardo David
Molina Gómez Ronald Leonardo -U19212590
Palomino Pérez Yuri Vladimir -U21320289
Reyes Espinoza Adrian Rodrigo - U20302332
Sebastian ismael sosa mendia -U19200067
A cargo del docente
PALOMARES, JIM ANDREW
SECCION – TURNO
51423 - Noche
Lima, 04 de diciembre del 2022

2. RESUMEN
La bobina de Tesla es un generador electromagnético de alta frecuencia que crea descargas
eléctricas de alta tensión. Está compuesto por dos circuitos eléctricos acoplados
magnéticamente lo cual forman un transformador resonante de núcleo de aire.
Nikola Tesla desarrolló este aparato con la finalidad de transmitir energía sin usar un
cableado como el cual ya se usaba para esa época. Actualmente, la bobina de Tesla se
emplea con fines académicos, es decir demostraciones científicas.
El proyecto está diseñado en base a la bobina de Tesla original. Sin embargo, los materiales
que se usaron en el presente trabajo son sencillos y fáciles de adquirir, pues uno de los
objetivos es demostrar la efectividad y facilidad de producir este aparato.
Los resultados obtenidos son producto de la parte experimental del proyecto el cual fue
realizado con la finalidad de estudiar el comportamiento y el funcionamiento tanto de la
bobina como de la energía que ésta ejerce.
Palabras clave: Ondas Electromagnéticas, interruptor, batería, condensador,
generador, frecuencia y chispa.

3. INTRODUCCIÓN
La Bobina de Tesla es un generador electromagnético que produce altas tensiones a
elevadas frecuencias con efectos visibles tales como sorprendentes efluvios, coronas y
arcos eléctricos.
Su inventor Nikola Tesla, brillante ingeniero, que en 1891 desarrolló este equipo generador
de alta frecuencia y tensión. Con el cual pensaba transmitir la energía sin necesidad de
conductores.
La idea principal al desarrollar el proyecto “Bobina de Tesla” es entender su
funcionamiento paso a paso, desde la construcción de un circuito oscilador de frecuencia
que inyecta una onda pulsante a la entrada del transformador, pasando por la transmisión de
energía al romper la barrera del aire a través de los explosores, hasta la liberación de dicha
energía en forma de arco voltaico a la salida de la bobina secundaria.
Lograr este objetivo tiene la finalidad de entender una de las aplicaciones más importantes
de los campos electromagnéticos y compartir los conocimientos adquiridos de los procesos
que se generan en el diseño y construcción de la bobina, cuyos principios de
funcionamiento son básicos en el entendimiento de la interacción de los campos eléctricos
y magnéticos.
Originalmente el objetivo era proveer al mundo entero de energía inalámbrica, pero el bajo
rendimiento energético y la espectacularidad de sus descargas han llevado a la Bobina
Tesla a ser, básicamente un experimento con fines educativos la cual por su
espectacularidad provoca el interés por conocer su funcionamiento.

4. OBJETIVO DEL PROYECTO
El principal objetivo del proyecto es dar a conocer las principales características, principios
de funcionamiento y construcción del prototipo de la Bobina de Tesla.
Objetivos Específicos:
Conocer las características y principios de funcionamiento de una Bobina de Tesla.
Construir un prototipo de una Bobina de Tesla.
HIPOTESIS
Si se construye un prototipo de una bobina de Tesla, en su construcción se aplicará la
Introducción al Electromagnetismo. Tema aprendido en la asignatura del curso, añadiendo
también la aplicación del campo eléctrico.
ANTECEDENTES
Nikola Tesla (1856-1943)
Fue y es uno de los mayores inventores de la historia. Se le conoce, sobre todo, por sus
numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo. Entre sus
inventos está el responsable del funcionamiento del ordenador con el que se ha diseñado
este cartel: la corriente alterna.
Figura N° 1

5. Bobina de Tesla
La bobina de Tesla está formada, en esencia, por dos circuitos diferentes: un circuito
primario y otro secundario. El primer circuito está alimentado por una fuente alterna de alta
frecuencia (la corriente varía rápidamente con el tiempo). La corriente creada por la fuente
atraviesa un transformador que aumenta su voltaje y acaba fluyendo hasta la bobina
primaria. Esta bobina, que se encuentra junto a la bobina secundaria, induce una corriente
en el circuito secundario.
Los dos circuitos están diseñados para que estas bobinas actúen como un transformador, es
decir, aumentando el voltaje, y para que sean resonantes, es decir, que la transferencia de
energía sea máxima. De este modo, en el circuito secundario se obtendrá una corriente de
alta frecuencia, alto voltaje (alta tensión) y una gran acumulación de energía.
El toroide superior de la bobina de Tesla acumula esta energía creando un campo eléctrico
que ioniza el aire, es decir, separa algunas moléculas de aire en cargas positivas y
negativas, creando así un camino en el aire para que la corriente circule. Como resultado se
producen las grandes descargas eléctricas que caracterizan a las bobinas de Tesla.
Figura N° 2

6. TEORIA DE APLICACIÓN
Principio de Funcionamiento
Se trata de un generador electromagnético de alta tensión compuesto por dos circuitos
eléctricos L-C resonantes acoplados magnéticamente formando un transformador de núcleo
de aire que produce una corriente de alta frecuencia.
Estos dos circuitos no están unidos físicamente, pero se encuentran comunicados gracias a
la inductancia mutua, la cual produce un campo electromagnético entre los dos bobinados
que permite la transmisión de energía.
La tensión resultante producida en el secundario no dependerá únicamente de la relación de
espiras como en un transformador convencional, sino que también dependerá de la
frecuencia con la que trabaje cada circuito L-C.
Si los dos circuitos funcionan a la misma frecuencia de resonancia, la tensión obtenida será
máxima
Modelo Clásico
Este modelo es el más conocido y el más reproducido por los aficionados a las bobinas
de Tesla. En la figura se muestra el esquema básico que presenta el conjunto.
Figura N° 3
METODOLOGIA

7. En este presente trabajo de investigación donde hablaremos e interpretaremos sobre ‘’La
Bobina de Tesla’’. Una bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante, llamado así
en honor a su inventor, Nikola Tesla, quien la patentó en 1891.
Está conformada por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados. También es un
generador electromagnético que produce descargas de alta tensión y de elevadas
frecuencias con efectos perceptibles tales como su capacidad para ionizar el aire o gas a una
distancia definida de ésta de forma que puede hacer que se encienda una bombilla de bajo
consumo.
Elaboramos una bobina de Tesla
Aplicamos las nociones que tuvimos en clases de cálculo aplicado a la física III.
Para construir la maqueta se compraron los materiales y se fabricó. en base a las
instrucciones brindadas.
Materiales: Tabla, alambre de cobre, papel de aluminio, transistor, resistencia, interruptor,
cable de cobre y tubo PVC.

8. RESULTADOS
Materiales
-Un triplay pequeño 17.5x9
-Batería de 9 voltios
-Conector para la batería
-Transistor 2N2222A
-Resistencia de 22k

9. -Interruptor
-Tubo de pvc de 8.4 L y 2.1 de diámetro
-Alambre magneto de medio milímetro grosor
-cable de 1 milímetro de grosor

10. Periodo del capacitador (descarga)
Figura N° 4

11. Bobina de Tesla
(transformador resonante)
Figura N° 4
PROCEDIMIENTO
Enrollamos el alambre en el tubo sin dejar espacio hasta el otro extremo le colocamos cinta
y dejamos un poco de alambre, luego pegamos el transistor con los números mirando hacia
nosotros, colocamos el interruptor y la bobina luego soldamos la resistencia a la pata
central del transistor, pelamos el esmalte que cubre al alambre y soldamos a la parte central,
usamos un cable de 1 mm de grosor, pegamos en algún punto del triplay y luego lo
enrollamos dos vueltas a la bobina y pegamos en otro punto, el alambre lo soldamos a la
pata derecha del transistor, luego hacemos un puente del cable hasta la punta del resistencia
y otro puente del resistencia hacia al interruptor, ahora soldamos el conector de la
batería,el cable de color rojo soldamos al contacto del interruptor y el otro a la pata
izquierda del transistor hacemos una prueba, conectamos la batería correctamente y
traemos un foco ahorrador, encendemos la bobina y acercamos el foco, vemos que
enciende, eso gracias a que produce descargas de alta tensión de elevadas frecuencias con

12. efectos perceptibles como efluvios, coronas y arcos eléctricos, que son la manifestación de
la existencia de campo eléctrico y magnético en los componentes del dispositivo.
CONCLUSIONES:
Para transmitir energía eléctrica inalámbrica con una bobina de Tesla con dos primarios se
considera los principios de electromagnetismo por lo que podemos concluir que mediante la
bobina con dos primarios se crea una transformación de voltaje y así se crea el campo
magnético, este campo magnético permite mover los electrodos y esto crea una descarga en
el gas de magnesio al momento de acercar nuestro foco crea el efecto de luz como
resultado.
La bobina se puede efectuar con diferentes niveles de potencia que pueden llegar a ser
peligroso ya que puede llegar a muchos mega voltios es por ello que es recomendable
realizarlo de manera cuidadosa y responsable principalmente por la seguridad de las
personas.
La bobina puede ser realizada en casa ya que es un dispositivo eléctrico que permite
aumentar y disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna sin afectarlo, en
nuestro caso nuestro prototipo puede ayudarnos en caso de que se vaya la energía eléctrica.

13. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Reitz J. R., Milford F. J., Christy R. W. Fundamentos de la teoría electromagnética.
Editorial Addison-Wesley Iberoamericana (1996).
Fernández, F. (21 de abril de 2012). Las bobinas de Tesla. Recuperado de
https://www.ea1uro.com/eb3emd/Bobina_de_Tesla/Bobina_de_Tesla.htm
Juan Carlos C. ( diciembre 2014) Diseño y construcción de una Bobina Tesla
https://acortar.link/PAPoRa
Garnica Arce, I. (2018). Bobina de Tesla Conmutada.
Pon un ingeniero en tu vida. (05 de marzo del 2017). Bobina de Tesla ¿Cómo
funciona?[video]. Youtube.
https://www.youtube.com/watch?v=_kmNvYb5Xto

14. ANEXOS
Anexo A: Fig. 1 - Nikola Tesla (Reseña Bibliografica)
Anexo B: Fig. 2 - Bobina de Tesla (Modelo Real)
Anexo C: Fig. 3 - Bobina de Tesla (Diagrama de Operacion)