Bobina de Tesla

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Bobina de Tesla

Bobina de Tesla

Descarga producida por una bobina tesla, simulando un rayo, en Questacon, el National Science and Technology centre (Centro Nacional de Ciencia y Tecnología) en Canberra, Australia.
Spark from 4KVA Tesla Coil.JPG

Una bobina de Tesla (también simplemente: bobina Tesla) es un tipo de transformador resonante, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla. Las bobinas de Tesla están compuestas por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados. En realidad Nikola Tesla experimentó con una gran variedad de bobinas y configuraciones, así que es difícil describir un modo específico de construcción que satisfaga a aquéllos que hablan sobre bobinas de Tesla. Las primeras bobinas y las bobinas posteriores varían en configuraciones y montajes. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.

Contenido

Historia

Primeras bobinas

El American Electrician da una descripci√≥n magn√©tica o de su misma magnitud, de una de las primeras bobinas Tesla, donde un vaso acumulador de cristal de 15 cm por 20 cm es enrollado con entre 60 y 80 vueltas de alambre del mayor porcentaje cobre No. 18 B & S. Dentro de √©ste se sit√ļa una bobina primaria consistente en entre 8 y 10 vueltas de cable AWG No. 6 B & S, y el conjunto se sumerge en un vaso que contiene aceite de linaza o aceite mineralda.[1]

Bobinas Tesla disruptivas

En la primavera de 1891, Tesla realiz√≥ una serie de demostraciones con varias m√°quinas ante el American Institute of Electrical Engineers del Columbia College. Continuando las investigaciones iniciales sobre voltaje y frecuencia de William Crookes, Tesla dise√Ī√≥ y construy√≥ una serie de bobinas que produjeron corrientes de alto voltaje y alta frecuencia. Estas primeras bobinas usaban la acci√≥n disruptiva de un explosor (spark-gap) en su funcionamiento. Dicho montaje puede ser duplicado por una bobina Ruhmkorff, dos condensadores y una segunda bobina disruptiva, especialmente construida.[2]

La bobina de Ruhmkorff, alimentada a trav√©s de una fuente principal de corriente, es conectada a los condensadores en serie por sus dos extremos. Un explosor se coloca en paralelo a la bobina Ruhmkorff antes de los condensadores. Las puntas de descarga eran usualmente bolas met√°licas con di√°metros inferiores a los 3 cm, aunque Tesla utiliz√≥ diferentes elementos para producir las descargas. Los condensadores ten√≠an un dise√Īo especial, siendo peque√Īos con un gran aislamiento. Estos condensadores consist√≠an en placas m√≥viles en aceite. Cuanto menor eran las placas, mayor era la frecuencia de estas primeras bobinas. Las placas resultaban tambi√©n √ļtiles para eliminar la elevada autoinductancia de la bobina secundaria, a√Īadiendo capacidad a √©sta. Tambi√©n se colocaban placas de mica en el explosor para establecer un chorro de aire a trav√©s de √©l. Esto ayudaba a extinguir el arco el√©ctrico, haciendo la descarga m√°s abrupta. Una r√°faga de aire se usaba tambi√©n con este objetivo.[3]

Los condensadores se conectan a un circuito primario doble (cada bobina en serie con un condensador). Estos son parte de la segunda bobina disruptiva construida especialmente. Cada primario tiene veinte vueltas de cable cubierto por caucho No. 16 B & S y están enrollados por separado en tubos de caucho con un grosor no inferior a 3 mm. El secundario tiene 300 vueltas de cable magnético cubierto de seda No. 30 B & S, enrollado en un tubo de caucho y en sus extremos encajado en tubos de cristal o caucho. Los primarios tienen que ser suficientemente largos como para estar holgados al colocar la segunda bobina entre ambos. Los primarios deben cubrir alrededor de 5 cm del secundario. Debe colocarse una división de caucho duro entre las bobinas primarias. Los extremos de las primarias que no están conectados con los condensadores se dirigirán al explosor.[4]

En, System of Electric Lighting[5] (23 de junio de 1891), Tesla describi√≥ esta primera bobina disruptiva. Concebida con el prop√≥sito de convertir y suplir energ√≠a el√©ctrica en una forma adaptada a la producci√≥n de ciertos nuevos fen√≥menos el√©ctricos, que requer√≠an corrientes de mayores frecuencia y potencial. Tambi√©n especificaba un mecanismo descargador y almacenador de energ√≠a en la primera parte de un transformador de radiofrecuencia. √Čsta es la primera aparici√≥n de una alimentaci√≥n de corriente de RF capaz de excitar una antena para emitir potente radiaci√≥n electromagn√©tica.

Otra de estas primeras bobinas Tesla fue protegida en 1897 por patente,[6] Electrical Transformer. Este transformador desarrollaba (o convertía) corrientes de alto potencial y constaba de bobinas primaria y secundaria (opcionalmente, uno de los terminales de la secundaria podía estar conectada eléctricamente con la primaria; similarmente a las modernas bobinas de encendido). Esta bobina Tesla tenía la secundaria dentro de y rodeada por las convoluciones de la primaria. Esta bobina Tesla constaba de bobinas primaria y secundaria enrolladas en forma de espiral plana. El aparato estaba también conectado a tierra cuando la bobina estaba en funcionamiento.

Bobinas posteriores

Tesla, en la patente System of Transmission of Electrical Energy[7] y Apparatus for Transmission of Electrical Energy,[8] describi√≥ nuevas y √ļtiles combinaciones empleadas en bobinas transformadoras. Bobinas transmisoras o conductoras preparadas y excitadas para provocar corrientes u oscilaciones que se propagaran por conducci√≥n a trav√©s del medio natural de un punto a otro punto remoto, y bobinas receptoras de las se√Īales transmitidas. Estas bobinas permit√≠an producir corrientes de muy alto potencial. M√°s tarde conseguir√≠a Method of Signaling[9] y System of Signaling,[10] para bobinas con una elevada capacitancia transmisiva con un electrodo a Tierra.

Algunas de estas bobinas posteriores fueron considerablemente mayores, y operadas a niveles de potencia tambi√©n mucho mayores. Cuando Tesla patent√≥ un dispositivo en Apparatus for Transmitting Electrical Energy,[11] llam√≥ al dispositivo un transformador resonante autoregenerativo de alto voltaje con n√ļcleo de aire que genera alto voltaje a alta frecuencia. Sin embargo, esta frase ya no se usa. Los dispositivos posteriores fueron en ocasiones alimentados desde transformadores de alto voltaje, usando bancos de condensadores de cristal de botella inmersos en aceite para reducir las p√©rdidas por descargas de corona, y usaban explosores rotativos para tratar los niveles de alta potencia. Las bobinas Tesla consegu√≠an una gran ganancia en voltaje acoplando dos circuitos LC resonantes, usando transformadores con n√ļcleo de aire. A diferencia de las transformadores convencionales, cuya ganancia est√° limitada a la raz√≥n entre los n√ļmeros de vueltas en los arrollamientos, la ganancia en voltaje de una bobina Tesla es proporcional a la ra√≠z cuadrada de la raz√≥n de las inductancias secundaria y primaria.

Estas bobinas posteriores son los dispositivos que construyen usualmente los aficionados. Son transformadores resonantes con n√ļcleo de aire que genera muy altos voltajes en radio frecuencias. La bobina alcanza una gran ganancia transfiriendo energ√≠a de un circuito resonante (circuito primario) a otro (secundario) durante un n√ļmero de ciclos.

Aunque las bobinas Tesla modernas est√°n dise√Īadas usualmente para generar largas chispas, los sistemas originales de Tesla fueron dise√Īados para la comunicaci√≥n sin hilos, de tal manera que √©l usaba superficies con gran radio de curvatura para prevenir las descargas de corona y las p√©rdidas por streamers.

La intensidad de la ganancia en voltaje del circuito es proporcional a la cantidad de carga desplazada, que es determinada por el producto de la capacitancia del circuito, el voltaje (que Tesla llamaba ‚Äúpresi√≥n‚ÄĚ) y la frecuencia de las corrientes empleadas. Tesla tambi√©n emple√≥ varias versiones de su bobina en experimentos con fluorescencia, rayos x, potencia sin cables para transmisi√≥n de energ√≠a el√©ctrica, electroterapia, y corrientes tel√ļricas en conjunto con electricidad atmosf√©rica.

Las bobinas posteriores constan de un circuito primario, el cual es un circuito LC (inductancia-condensador) en serie compuesto de un condensador de alto voltaje, un spark gap, y una bobina primaria; y un circuito secundario, que es un circuito resonante en serie compuesto por la bobina secundaria y el toroide. En los planos originales de Tesla, el circuito LC secundario est√° compuesto de una bobina secundaria cargada que es colocada en serie con una gran bobina helicoidal. La bobina helicoidal estaba entonces conectada al toroide. La mayor parte de las bobinas modernas usan s√≥lo una √ļnica bobina secundaria. El toroide constituye una de las terminales de un condensador, siendo la otra terminal la Tierra. El circuito LC primario es ‚Äúajustado‚ÄĚ de tal forma que resonar√° a la misma frecuencia del circuito secundario. Las bobinas primaria y secundaria est√°n d√©bilmente acopladas magn√©ticamente, creando un transformador con n√ļcleo de aire resonante. Sin embargo, a diferencia de un transformador convencional, que puede acoplar el 97%+ de los campos magn√©ticos entre los arrollamientos, estos est√°n acoplados, compartiendo s√≥lo el 10-20% de sus respectivos campos magn√©ticos.

La mayoría de los transformadores aislados por aceite necesitan potentes aislantes en sus conexiones para prevenir descargas en el aire. Posteriores versiones de la bobina de Tesla distribuyen su campo eléctrico sobre una larga distancia para prevenir elevado stress eléctrico en el primer lugar, permitiendo así operar libremente en aire.

Los terminales consisten en una estructura met√°lica con la forma de un toroide, cubierta con una placa met√°lica circular de curvatura suave (formando una superficie conductora muy grande). Tesla us√≥ en su aparato m√°s grande este tipo de elemento dentro de una c√ļpula. El terminal superior tiene relativa poca capacitancia, cargado al mayor voltaje que es posible. La superficie exterior del conductor elevado es donde principalmente se acumula la carga el√©ctrica. Posee un gran radio de curvatura, o est√° compuesto por elementos separados los cuales, respecto a su propio radio de curvatura, est√°n colocados cercanos entre s√≠ de tal forma que la superficie exterior resultante tiene un gran radio.

Este dise√Īo permite al terminal soportar muy altos voltajes sin generar coronas o chispas. Tesla durante su proceso de aplicaci√≥n de patentes describi√≥ variados terminales resonadores para la parte superior de sus bobinas posteriores[12] La mayor√≠a de las bobinas Tesla modernas usan toroides simples, generalmente fabricados de metal fundido o de aluminio flexible, para controlar el intenso campo el√©ctrico cerca de la parte superior de la secundaria y lanzar las chispas directamente fuera, lejos de los arrollamientos primario y secundario.

Algunos de los trabajos de Tesla involucran un transformador de alta frecuencia, de n√ļcleo de aire, fuertemente acoplado, cuya salida alimenta una bobina resonante, algunas veces llamada ‚Äúbobina extra‚ÄĚ, o simplemente una ‚Äúsecundaria superior‚ÄĚ. El principio es que la energ√≠a se acumula en la bobina superior resonante, y el papel del transformador secundario es llevado a cabo por la secundaria ‚Äúinferior‚ÄĚ; Los papeles no est√°n compartidos por un √ļnico secundario. Sistemas modernos de tres bobinas generalmente o colocan la secundaria superior a cierta distancia del transformador, o lo hacen de un di√°metro considerablemente menor; no se busca acoplamiento magn√©tico con la secundaria superior, porque cada secundaria est√° dise√Īada espec√≠ficamente para su papel.

En detalle, este circuito Tesla consiste en una bobina en relación inductiva cercana con un primario, y una de las terminaciones conectada a una placa a tierra, mientras que la otra está dirigida a través de una bobina de auto-inducción separada (cuya conexión debe ser hecha siempre a, o cerca de, el centro geométrico de la bobina, para asegurar una distribución simétrica de la corriente), y de un cilindro metálico que transporta la corriente al terminal. La bobina primaria puede ser excitada por cualquier fuente de corriente de alta frecuencia deseada. El requerimiento importante es que los lados primario y secundario deben estar ajustados a la misma frecuencia resonante para permitir transferencias eficientes de energía entre los circuitos resonantes primario y secundario. Originalmente, un alternador de alta frecuencia o un condensador de descarga eran usados para excitar la bobina primaria. Bobinas Tesla modernas pueden usar tubos de vacío para excitar el primario y generar corriente de alta frecuencia.

En el dise√Īo de Tesla, el conductor a la terminal tiene la forma de un cilindro de suave superficie con radio mucho mayor que el de las placas met√°licas esf√©ricas, y que se ensancha en la parte m√°s baja en un gancho (que est√° encajado para evitar p√©rdidas por corrientes de Foucault y por seguridad). La bobina secundaria est√° enrollada en un tambor de material aislante, con sus vueltas muy cercanas entre s√≠. Cuando el efecto de los peque√Īos radios de curvatura del cable es superado, la bobina secundaria inferior se comporta como un conductor de gran radio de curvatura, correspondiendo al del tambor. El final inferior de la bobina secundaria superior, si se desea, puede ser extendido hasta el terminal, hasta alg√ļn lugar por debajo de la vuelta superior de la bobina primaria.

Uso y producción

Esquema típico de una bobina Tesla
Este circuito de ejemplo est√° dise√Īado para ser alimentado con corrientes alternas. Aqu√≠ el spark gap corta la alta frecuencia a trav√©s del primer transformador. Una inductancia, no mostrada aqu√≠, protege el transformador.
Configuración alternativa de una bobina Tesla
Este también alimentado por corrientes alternas. Sin embargo, aquí el transformador de la alimentación AC debe ser capaz de tratar altos voltajes a altas frecuencias

Transmisión

Una bobina Tesla grande de dise√Īo actual puede operar con niveles de potencia con picos muy altos, hasta muchos megavatios (un mill√≥n de vatios). Debe por tanto ser ajustada y operada cuidadosamente, no s√≥lo por eficiencia y econom√≠a, sino tambi√©n por seguridad. Si, debido a un ajuste inapropiado, el punto de m√°ximo voltaje ocurre por debajo de la terminal, a lo largo de la bobina secundaria, una chispa de descarga puede da√Īar o destruir el cable de la bobina, sus soportes o incluso objetos cercanos.

Tesla experimentó con estas, y muchos otras, configuraciones de circuitos (ver derecha). El arrollamiento primario, el spark gap y el depósito condensador están conectados en serie. En cada circuito, el transformador de la alimentación AC carga el depósito condensador hasta que su voltaje es suficiente para producir la ruptura del spark gap. El gap se dispara, permitiendo al depósito condensador cargado descargarse en la bobina primaria. Una vez el gap se dispara, el comportamiento eléctrico de cada circuito es idéntico. Los experimentos han mostrado que ninguno de los circuitos ofrece ninguna ventaja de rendimiento sobre el otro.

Sin embargo, en el circuito t√≠pico (arriba), el cortocircuitar el spark gap previene que las oscilaciones de alta frecuencia 'vuelvan' al transformador. En el circuito alterno, oscilaciones de alta amplitud y alta frecuencia que aparecen a lo largo del condensador tambi√©n son aplicadas a la bobina del transformador. Esto puede inducir descargas de corona entre los giros que debiliten y eventualmente destruyan el aislamiento del transformador. Constructores experimentados de bobinas Tesla utilizan casi exclusivamente el circuito superior, generalmente a√Īadiendo filtros pasa baja (redes de resistencias y condensadores) entre el transformador y el explosor. Esto es especialmente importante cuando se usan transformadores con oscilaciones de alto voltaje fr√°giles, como transformadores de luces de Neon (NST en sus siglas en ingl√©s). Independientemente de la configuraci√≥n que se use, el transformador HV debe ser del tipo que auto-limita su corriente secundaria por medio de inductancias de fuga interna. Un transformador de alto voltaje normal (con baja inductancia de fuga) debe utilizar un limitador externo (a veces llamado ballast) para limitar la corriente. Los NST est√°n dise√Īados para tener inductancia de fuga alta, para limitar sus cortocircuitos a niveles seguros.

Seguridad y precauciones

En el ajuste de la bobina la frecuencia de resonancia de la bobina primaria se ajusta al mismo valor de la bobina secundaria. Es recomendable para comenzar usar oscilaciones de baja potencia, y a partir de estas incrementar la potencia hasta el momento en el que el aparato est√© bajo control. Mientras se ajuste, se suele a√Īadir una peque√Īa proyecci√≥n (llamada "breakout bump") al terminal superior para estimular descargas de corona y de chispas (tambi√©n llamadas "streamers") en el aire circundante. La bobina puede entonces ajustarse para conseguir las descargas m√°s largas a una cierta potencia dada, correspondiendo a la coincidencia de frecuencias entre la bobina primaria y la secundaria. La "carga" capacitiva de estos streamers tiende a bajar la frecuencia resonante de una bobina Tesla funcionando a potencia m√°xima. Por distintas razones t√©cnicas, resulta efectivo elegir a los terminales superiores de la bobina con forma toroidal.

Ya que las bobinas Tesla pueden producir corrientes o descargas de muy alta frecuencia y voltaje, son √ļtiles para diferentes prop√≥sitos entre los que se incluyen demostraciones pr√°cticas en clases, efectos especiales para teatro y cine, y pruebas de seguridad de diferentes tecnolog√≠as. En su funcionamiento m√°s com√ļn, se producir√°n largas descargas de alto voltaje en todas direcciones alrededor del toroide, que resultan muy espectaculares.

Descargas aéreas

Al generar las descargas, se produce una transferencia de energía eléctrica entre la bobina secundaria y el toroide y el aire circundante, transferencia que se produce en forma de carga eléctrica, calor, luz y sonido. Las corrientes eléctricas que fluyen a través de estas descargas se deben a la rápida oscilación de cargas desde el terminal superior al aire circundante. El proceso es similar a cargar o descargar un condensador. La corriente que surge de aumentar la carga en un condensador se denomina corriente de desplazamiento. Al producirse estas corrientes de desplazamiento, se forman pulsos de carga eléctrica que se transfieren rápidamente entre el toroide de alto voltaje y las regiones de aire cercanas, llamadas regiones de carga espacial. Estas regiones de carga juegan un papel fundamental en la aparición y situación de las descargas de las bobinas Tesla.

Cuando el explosor se dispara, el condensador cargado se descarga en el primer arrollamiento, lo que hace que el circuito primario empiece a oscilar. La corriente oscilante crea un campo magn√©tico que se acopla con el segundo arrollamiento, transfiriendo energ√≠a a la parte secundaria del transformador y produciendo que este oscile con la capacitancia toroidal. La transferencia de energ√≠a ocurre durante varios ciclos, y la mayor parte de la energ√≠a que originalmente se encontraba en la parte primaria, pasa a la secundaria. Cuanto mayor es el acoplamiento magn√©tico entre los arrollamientos, menor ser√° el tiempo requerido para completar la transferencia de energ√≠a. Seg√ļn la energ√≠a crece en el circuito oscilante secundario, la amplitud del voltaje RF del toroide crece r√°pidamente, y en el aire circundante al toroide se produce una ruptura del diel√©ctrico, formando una descarga de corona.

Seg√ļn se sigue incrementando la energ√≠a (y el voltaje exterior) de la segunda bobina, se producen pulsos mayores de corriente de desplazamiento que ionizan y calientan el aire. Esto forma una ‚Äúra√≠z‚ÄĚ de plasma caliente muy conductora, llamada chispa directora que se proyecta hacia el exterior del toroide. El plasma en esta ‚Äúconductora‚ÄĚ est√° considerablemente m√°s caliente que una descarga de corona, y es considerablemente m√°s conductora. De hecho, tiene propiedades similares a un arco el√©ctrico. La conductora se bifurca en miles de descargas mucho m√°s finas, similares a cabellos, llamadas streamers.

Estos streamers son como una ‚Äúniebla‚ÄĚ azulada al final de las conductoras m√°s luminosas, y son estos los que transfieren la carga entre el toroide y las regiones espaciales de carga circundantes. Las corrientes de desplazamiento de incontables streamers alimentan a la conductora, ayudando a mantenerla caliente y el√©ctricamente conductora.

En una bobina Tesla con explosor, el proceso de transferencia de energía entre los circuitos primarios y secundarios ocurre repetidamente a unas tasas típicas de transferencia de 50/500 veces por segundo, y los canales conductores previamente formados no tienen oportunidad de enfriarse totalmente entre pulsos. De esta forma, en pulsos sucesivos, las nuevas descargas pueden construirse en los rastros calientes dejados por sus predecesoras. Esto produce un crecimiento consecutivo de las conductoras de un pulso al siguiente, alargando la descarga en cada pulso sucesivo.

La repetici√≥n de los pulsos produce que las descargas crezcan hasta que la energ√≠a media que est√° disponible en la bobina Tesla durante cada pulso se equilibre con la energ√≠a media perdida en las descargas (mayormente por calor). En este punto se alcanza el equilibrio din√°mico, y las descargas alcanzan su m√°xima longitud para esa potencia exterior de la bobina. Esta √ļnica combinaci√≥n de un alto voltaje creciente de radiofrecuencia y una repetici√≥n de pulsos parece ajustarse de forma ideal para crear descargas largas y bifurcadas que son considerablemente mayores que las que se podr√≠an esperar simplemente considerando el voltaje exterior. M√°s de 100 a√Īos despu√©s del uso de las primeras bobinas Tesla, hay muchos aspectos de las descargas y de los procesos de transferencia de energ√≠a que todav√≠a no se comprenden en su totalidad.

Recepción

La bobina secundaria y su condensador se pueden usar en modo receptivo. Los parámetros de una bobina Tesla transmisora son aplicables idénticamente para ser un receptor, debido a la reciprodicidad electromagnética. La impedancia, sin embargo, no se aplica de manera obvia. La impedancia en la carga eléctrica externa es más crítica, y para un receptor, este es el punto de utilización (como en un motor de inducción) más que en el nodo receptor.

Las bobinas Tesla tambi√©n se pueden construir para utilizar la electricidad atmosf√©rica, aunque generalmente no se usan con estos prop√≥sitos. Tesla sugiri√≥ que una variaci√≥n de la bobina Tesla podr√≠a utilizar el efecto ‚Äúphantom loop‚ÄĚ para formar un circuito capaz de inducir energ√≠a del campo magn√©tico de la Tierra y otras fuentes de energ√≠a radiante. Este concepto es parte de su transmisor de energ√≠a sin cables.

Mientras que Tesla demostr√≥ la transmisi√≥n de potencia el√©ctrica sin cables de un transmisor a un receptor, se√Īalamos, con respecto a las especulaciones de Tesla relacionadas con el aprovechamiento de fen√≥menos naturales para obtener potencia el√©ctrica, que este art√≠culo no cita ninguna demostraci√≥n p√ļblica de este tipo de tecnolog√≠a, por ning√ļn individuo, grupo, o entidad de alg√ļn tipo.

El mito del efecto pelicular (skin effect)

Los peligros de las corrientes de alta frecuencia se perciben a veces como menores que los producidos a bajas frecuencias. Esto se suele interpretar, err√≥neamente, como debido al efecto pelicular, un efecto que tiende a inhibir la corriente alterna que fluye dentro de un medio conductor. Aunque el efecto pelicular es aplicable dentro de conductores el√©ctricos (por ejemplo metales), la ‚Äúprofundidad de penetraci√≥n‚ÄĚ de la carne humana a las frecuencias t√≠picas de una bobina Tesla es del orden de los 100 cm o m√°s. Esto significa que corrientes de alta frecuencia seguir√°n fluyendo preferentemente a trav√©s de partes mejor conductoras del cuerpo como el sistema circulatorio y el nervioso. En realidad, el sistema nervioso de un ser humano no siente directamente el flujo de corrientes el√©ctricas potencialmente peligrosas por encima de 15/20 kHz; para que los nervios sean activados, un n√ļmero significativo de iones deben cruzar su membrana antes de que la corriente (y por lo tanto el voltaje) se revierta. Debido a que el cuerpo no provee una se√Īal de shock, los inexpertos pueden tocar los streamers exteriores de una peque√Īa bobina Tesla sin sentir dolorosos shocks. Sin embargo, hay pruebas entre experimentadores de bobinas Tesla de haber sufrido da√Īo temporal en los tejidos, el cual puede ser observado como dolor de m√ļsculos, articulaciones u hormigueo durante horas e incluso d√≠as despu√©s. Se cree que esto puede deberse a los efectos da√Īinos del flujo de corrientes internas, y es especialmente com√ļn con bobinas Tesla de onda continua, de estado s√≥lido o de vac√≠o.

Grandes bobinas Tesla y amplificadores pueden producir niveles peligrosos de corriente de alta frecuencia, y tambi√©n altos voltajes (250.000/500.000 voltios o m√°s). Debido a sus altos voltajes se pueden producir descargas potencialmente letales desde los terminales superiores. Doblando el potencial exterior se cuadruplica la energ√≠a electrost√°tica almacenada en un terminal de cierta capacitancia dada. Si un experimentador se sit√ļa accidentalmente en el camino de una descarga de alto voltaje a tierra, el shock el√©ctrico puede causar espasmos involuntarios y puede inducir fibrilaci√≥n ventricular y otros problemas que puedan matarnos. Incluso bobinas de baja potencia de vac√≠o o de estado s√≥lido pueden producir corriente de radio frecuencia que son capaces de causar da√Īos temporales en tejidos internos, nervios o articulaciones a trav√©s de calentamiento Joule. Adem√°s un arco el√©ctrico puede carbonizar piel, produciendo dolorosas y peligrosas quemaduras que pueden alcanzar el hueso, y que pueden durar meses hasta su curaci√≥n. Debido a estos riesgos, los experimentadores con conocimientos evitan el contacto con los streamers de todos excepto los sistemas m√°s peque√Īos. Los profesionales suelen usar otros medios de protecci√≥n como una jaula de Faraday, o trajes de cota de malla para evitar que las corrientes penetren en el cuerpo. Una amenaza que no se suele tener en cuenta es que un arco de alta frecuencia puede golpear el primario, pudiendo producirse tambi√©n descargas mortales.

Casos y dispositivos

Los laboratorios Tesla de Colorado Springs pose√≠an una de las bobinas Tesla m√°s grande jam√°s construida, conocida como el ‚Äútransmisor amplificador‚ÄĚ ("Magnifying Transmitter"). Este es algo diferente de una bobina Tesla cl√°sica de dos bobinas. Un amplificador usa un sistema de dos bobinas para excitar la base de una tercera bobina (resonador) que est√° situada a cierta distancia del primero. Los principios operativos de ambos sistemas son similares.

La bobina Tesla m√°s grande jam√°s construida fue hecha por Greg Leyh. Es una unidad de 130.000 vatios, parte de una escultura de 12 m de alto. El propietario es Alan Gibbs y actualmente reside en un parque escultural privado en Kakanui Point cerca de Auckland (Nueva Zelanda).

La bobina Tesla es un predecesor primitivo (junto a la bobina de inducci√≥n) de un dispositivo m√°s moderno llamado ‚Äútransformador flyback‚ÄĚ, que provee del voltaje necesario para alimentar los tubos de rayos cat√≥dicos usados en algunas televisiones y monitores de ordenador. La bobina de descarga disruptiva se mantiene como uso com√ļn como ‚Äúbobina de ignici√≥n‚ÄĚ en el sistema de ignici√≥n de un motor de combusti√≥n interna. Sin embargo, estos dos dispositivos no utilizan la resonancia para acumular energ√≠a, caracter√≠stica distintiva de una bobina Tesla. Una versi√≥n moderna de baja potencia de la bobina se usa para alimentar la iluminaci√≥n de esculturas y dispositivos similares.

Popularidad

Las bobinas Tesla son dispositivos muy populares entre ciertos ingenieros el√©ctricos y entusiastas de la electr√≥nica. A alguien que construye una bobina de Tesla como hobby se le llama ‚Äúbobinador Tesla‚ÄĚ o simplemente ‚Äúbobinador‚ÄĚ. Hay incluso convenciones donde la gente acude con sus bobinas caseras y otros dispositivos de inter√©s. Las bobinas Tesla de baja energ√≠a se usan tambi√©n como fuentes de alto voltaje para la fotograf√≠a Kirlian. Tambi√©n se usan como elementos educacionales.

En la ficción

  • Las bobinas Tesla aparecen como armas en muchos juegos de ordenador, generalmente disparando pulsos de electricidad a los enemigos. Tambi√©n aparecen otras armas con la palabra Tesla en sus nombres. Ejemplos de estos juegos son: Blood, Command & Conquer: Red Alert, Destroy All Humans!, Tomb Raider: Legend, Arcanum: Of Steamworks and Magick Obscura, Return to Castle Wolfenstein, Tremulous (un mod de Quake3), World of Warcraft, Dystopia (un mod de Half-Life 2), Ratchet and Clank, BloodRayne 2, Crimson Skies y FallOut 3.
  • En el juego "Sims: Bustin' Out", para la Gamecube de Nintendo y la GBA, es posible comprar una bobina Tesla. Cuando los Sims la usan, les da experiencia mec√°nica.
  • En la pel√≠cula de Jim Jarmusch Coffee and Cigarettes (2003), una de las secciones en las que est√° dividida la pel√≠cula se titula "Jack shows Meg his Tesla coil". En ella act√ļan Jack y Meg White, m√ļsicos del grupo "The White Stripes". En la escena, los dos aparecen tomando un caf√©, y Jack le explica a Meg el trabajo de Tesla, y le muestra una bobina Tesla que ha construido.
  • En la pel√≠cula "El truco final: El prestigio" aparece una clara alusi√≥n a Nikola Tesla as√≠ como a la bobina que lleva su nombre.

Referencias

  1. ‚ÜĎ Norrie, p√°g. 34-35
  2. ‚ÜĎ Norrie, pag. 228
  3. ‚ÜĎ Norrie, pag. 230-231
  4. ‚ÜĎ Norrie, pag. 35-36
  5. ‚ÜĎ US patent 0454622
  6. ‚ÜĎ US patent 0593138
  7. ‚ÜĎ US patent 0645576
  8. ‚ÜĎ US patent 0649621
  9. ‚ÜĎ US patent 0723188
  10. ‚ÜĎ US patent 0725605
  11. ‚ÜĎ US patent 1119732
  12. ‚ÜĎ "Selected Patent Wrappers from the National Archives", por John Ratzlaff (1981; ISBN 0-9603536-2-3). Adem√°s de terminal con forma de toro, solicit√≥ como patentes terminales semi-esf√©ricos y oblongados. Un total de cinco terminales diferentes fueron solicitados, pero cuatro fueron rechazados. Los terminales pod√≠an ser usados para producir, seg√ļn Tesla, ondas longitudinales y, secundariamente, ondas transversales ‚ÄúHertzianas‚ÄĚ

Enlaces externos

Obtenido de "Bobina de Tesla"

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Mira otros diccionarios:

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