Esta es la historia de como Mache, Alex (otro Alex), Natalia, Rosendo y Alex (el Alex que escribió esto) construyeron una Bobina de Tesla para el Proyecto del Laboratorio de FIS120 (Electromagnetísmo).
Todo empezó cuando el semestre pasado el Laboratorio de Física 120 nos dio la oportunidad de realizar un proyecto en grupo en lugar de realizar el tradicional laboratorio de 8 experiencias que yo ya había hecho dos veces porque había reprobado muchas veces FIS120.
No habían muchas reglas, básicamente había que hacer algo relacionado con los contenidos de la asignatura y una presentación final. Empezó entonces la primera y más entretenida parte del proyecto: Buscar una idea.
Buscando la Idea
Para armar el grupo yo me junté con unos amigos que estudian Ingeniería Civil Mecánica, siempre pensé que era mejor un equipo multidisciplinario así cada uno podría apoyar desde lo que más manejaba. Luego de unas bajas y sumas, quedamos finalmente el equipo definitivo: Mache, Natalia, Rosendo, Alex y Alex.
La única restricción que teníamos era que el proyecto no se podía repetir con otro grupo y un presupuesto de $20.000. Nos demoramos bastante en buscar un proyecto, pero fue básicamente ver muchos videos de YouTube. Yo le comenté a mi papá que tenía que hacer este proyecto en la U y él nos ayudó a buscar la idea y a construir el primer prototipo funcional (porque cuando uno ve estos vídeos en YouTube no cree que funcionen en realidad).
Comentamos todas las alternativas con el equipo y decidimos quedarnos con esta: la Bobina de Tesla.
Prototipo 1: MiniBobina de Tesla
El primero prototipo era una pequeña Bobina de Tesla construido con un materiales reciclados de componentes electrónicos, un transistor BD135, una resistencia y un diodo led. Todo esto funciona con 12 Volt. Este es el circuito, y un vídeo que explica el funcionamiento.
El profesor del laboratorio nos dijo que quería algo más grande, algo que prácticamente pusiera en peligro nuestras vidas. Así que buscamos más información para agrandar el proyecto.
No tenemos muchas fotos de este prototipo, porque las Bobinas de Tesla generan campos electromagnéticos que borran las memorias de los celulares.
Prototipo 2: Bobina de Tesla (v1)
Rosendo extrajo algunos componentes de un microondas viejo. Principalmente necesitábamos dos cosas, un transformador de alto voltaje y un capacitor de alto voltaje. Ahora el objetivo era ver si nos servían estas partes.
El Circuito
Buscamos muchos experimentos, papers, más videos en youtube y encontramos este circuito que fue el que usamos finalmente
Por lo tanto, necesitábamos construir las bobinas primaria y secundaria, el explosor (chispero) y probar la alimentación con corriente alterna.
Caracterización del transformador
Primero caracterizamos el transformador con la ayuda de una fuente de corriente alterna de frecuencia variable. Nos sentimos ligeramente asustados con esto, porque esto ya era electricidad de pared.
Logramos identificar que la Relación de transformación del transformador era 1/10, es decir, por cada 1 Volt que entraba a la bobina primaria, salían 10 Volt por la bobina secundaria.
Construcción de las Bobinas Primaria y Secundaria
Alex (el otro Alex) nos dijo que solo se demoró 3 películas en enrollar las 900 vueltas de la bobina primaria. La bobina primaria fue un poco más sencilla porque tenía solo 6 vueltas.
El Explosor
El explosor o chispero es fundamental en el circuito, pues lo protege de las descargas de alto voltaje generadas. Para construirlo con el apoyo del Departamento de Ingeniería Mecánica, perforamos los ángulos metálicos y montaron los tornillos de aluminio.
Montaje y pintura
Para el montaje le agregamos una ampolleta incandescente y un interruptor. La ampolleta tenía como objetivo reducir el voltaje y la corriente de los cables antes de pasar por el transformador para proteger los cables del exceso de corriente.
Problemas
Cuando conectamos todo llegó el momento de probarla. Teníamos miedo, en todos lados en Internet dicen que estas bobinas tan grandes son super peligrosas por las descargas que podrían producirse.
La enchufamos, y no funcionó 🙁
Fue un golpe anímico super fuerte para todos. Creímos que habíamos hecho todo bien (o al menos tal y como lo describían en los papers y en los videos de youtube).
Después de superar un poco la crisis, pensamos que el problema podía estar en dos de los componentes principales, el capacitor o el transformador.
Prototipo 3: Bobina de Tesla (v2)
Revisamos nuevamente el transformador y parecía funcionar correctamente, por lo que lo siguiente a descartar era el capacitor.
Los capacitores de microondas tienen una resistencia interna, por lo que la carga o descarga se ve alterada por ese circuito interno (esto lo descubrimos viendo algunos vídeos en youtube sobre reparación de microondas).
Había que hacer otro capacitor.
Construyendo un capacitor
Los ingredientes básicos para construir un capacitor casero son láminas de aluminio (de esas que venden en el supermercado) y hojas de acetato (las transparencias que venden en cualquier librería). Hay varios videos en youtube que explican el proceso
Una de las formas más simples de hacer un capacitor es agregando la siguiente configuración de aluminio y acetato:
- 1 lámina de acetato (inicio)
- 1 lámina de aluminio (conectar un cable hacia el lado derecho)
- 2 láminas de acetato (separación)
- 1 lámina de aluminio (conectar un cable hacia el lado izquierdo)
- 2 láminas de acetato (separación)
- 1 lámina de aluminio (conectar un cable hacia el lado derecho)
- 2 láminas de acetato (separación)
- ...
- 1 lámina de aluminio (conectar un cable hacia el lado izquierdo)
- 1 lámina de acetato (fin)
Nosotros finalmente optamos por un capacitor cilindrico (enrollando el de placas paralelas que ya teníamos), por probar nuevas distribuciones de las placas y aprovechar mejor la geometría. En este video se explica el proceso.
Probando la bobina con el nuevo capacitor
Cuando terminamos el capacitor solo estabamos Alex y Alex en el laboratorio. Nuestros otros compañeros estaban en certamenes o estudiando los demás ramos. Pero decidimos probar la bobina de igual manera, a estas alturas y después de haber construido todo, de haber visto tantos videos en youtube y de haber leido tantos blogs sobre como construir bobinas de tesla, ya nada importaba. Además, no funcionaba, lo peor que podía pasar era que siguiera sin funcionar (o que explotara algo).
La enchufamos!! Y!! Y!! Se escuchaba una pequeña vibración, pero seguía sin funcionar...
En alguno de los muchos videos que habíamos visto mencionaban que los explosores eran caprichosos y que solo funcionaban a cierta distancia. Entonces eso era lo siguiente a probar.
Calibrando el Explosor
Calibrar el explosor es muy sencillo. Hay que poner los extremos tan cerca como sea posible, pero sin hacer contacto entre ambos tornillos. Además, después de algún tiempo funcionando, se genera óxido en las puntas de los tornillos y hay que limpiarlas para aumentar el performance.
Acercamos los terminales del explosor y probamos la bobina otra vez.
Probando la bobina con el nuevo capacitor y el explosor calibrado
La enchufamos y se escuchó un fuerte sonido de chispas eléctricas. HABÍA FUNCIONADO!!!
Fuimos inmediatamente a buscar al profesor del laboratorio para mostrar que funcionaba. Acercamos tubos fluorecentes y ampolletas y se enciendían en el aire!
Cuando todo fue éxito, le avisamos a todos por chat.
Toda Señora Bobina de Tesla merece su sombrero
Ya que había funcionado, solo faltaba un último detalle. El sombrero Toroide. Buscamos en Internet como hacían los toroides de las bobinas de tesla, y una forma rápida de hacerlos era con los tubos corrugados de ventilación de aluminio. Así que fuimos a comprar uno y le dimos la tradicional forma de Toroide.
La Presentación
Lo último que nos quedaba, era presentar formalmente nuestro proyecto al profesor del laboratorio. Nos juntamos a discutir los conceptos físicos, buscamos un poco de historia y elaboramos una diapositiva la cual presentamos y fue muy valorada por el profesor del laboratorio.
Presentación del Proyecto de laboratorio de Electromagnetísmo: Bobina de Tesla
Las Fotos
Todas las fotos que aparecen en esta historia fueron tomadas por Camilo Saldías. Gracias Camilo!
¿Consultas o dudas?
Traté de escribir esto lo más entretenido posible, pero puede que haya omitido detalles importantes, sobretodo de la interpretación Física del proyecto. Si tienes dudas, deja un comentario y te respondo!
Gracias por leer.