Diseño y construcción de una bobina de tesla Como herramienta didáctica en el laboratorio de electromagnetismo


DIVISION DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE ENERGIA
AREA ELECTRICA



“Diseño y construcción de una bobina de tesla
Como herramienta didáctica en el laboratorio de electromagnetismo”





Agosto de 2012




Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber.

Albert EinsteinAGRADECIMIENTOS


La presente Tesis es un esfuerzo en el cual, directa o indirectamente, participaron varias personas leyendo, opinando, corrigiendo, teniéndonos paciencia, dándonos ánimos, acompañándonos en los momentos de crisis y en los momentos de éxito.
Agradecemos al Dr. Juan Carlos Olivares por haber confiado en nosotros desde un inicio, por la pacienciay por la dirección de este trabajo. Al Mtro. Eduardo Campero Littlewood, por el apoyo y el ánimo que nos brindó. Al Dr. José Luis Hernández Ávila por habernos facilitado el transformador de 127/1000V.
Gracias también a nuestros queridos compañeros, que nos apoyaron y nos permitieron entrar en su vida durante estos 4 años de convivir dentro y fuera del salón de clase.
A nuestros padres yhermanos(as) que nos acompañaron en esta aventura que significó la carrera en Ingeniería Eléctrica y que, de forma incondicional, entendieron nuestras ausencias y malos momentos.


Gracias a todos.





Índice





1. Introducción 6

1.1. Objetivo del proyecto 6

1.2. Historia 6

1.3. Principio de funcionamiento 81.4. Aplicaciones 9

1.5. Aspectos de seguridad 11

1.6. Métodos inalámbricos de transmisión eléctrica 12

2. Metodología 13

2.1. Descripción de construcción 14

3. Modelado y simulación 19

3.1. Programa de simulación 19

3.2. Modelado de cada elemento 20

3.3. Fuente de alimentación 20

3.4. Diseño para la simulación 224. Resultados de la simulación 22

4.1. Explicación y justificación 22


5. Experiencias con la bobina 24

5.1. Descargas con la bobina 24

5.2. Ionización de gases a baja presión 25

5.3. Circuito resonante 26

5.4. Desarrollo de la witricidad 27

5.5. Campos magnéticos 27

5.6. Aplicaciones 33


6. Conclusiones. 346.1. Conclusión general 34

6.2. Conclusiones del desarrollo 34

6.3. Conclusiones de diseño 36


7. Glosario. 37


8. Referencias. 42











1. Introducción

Una bobina de Tesla (también simplemente: bobina Tesla) es un tipo de transformador resonante, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla, el cual la patentó en 1891 ala edad de 35 años [1,2].

La Bobina Tesla es un diseño eléctrico capaz de emitir descargas eléctricas que pueden alcanzar longitudes de varios metros y mostrar destellos de luz por medio de la generación de pulsos de alta tensión [2].

Dada la espectacularidad del proyecto y viendo que en la universidad se disponía
de los medios necesarios tanto de material como de medidas de seguridad,optamos por a
diseñar y construir una bobina Tesla [1].

1.1. Objetivo del Proyecto

El Objetivo principal del proyecto es diseñar y construir una bobina Tesla de Tamaño medio para hacer más didáctico el laboratorio de electromagnetismo y así reforzar el conocimiento en esta área. Además realizare una serie de pruebas para comprobar si los resultados obtenidos en nuestra experiencia se asemejan alos de estudios anteriores.

1.2. Historia

1.2.1. Nikola Tesla


Figura1. Nikola Tesla

Tesla nació en el pueblo de Smiljan en la Frontera Militar (Vojna Krajina) austrohúngara, se educó en Graz y posteriormente en Praga, donde estudió ingeniería eléctrica. En 1881 viajó a Budapest para trabajar en una compañía de telégrafos estadounidense. Al año siguiente se trasladó a París para...