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Informe de proyecto del curso Cálculo Aplicado a la Física 2

BOBINA DE TESLA INTEGRANTES DEL PROYECTO: 

Flores Colonia, Terly Leibniz

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Flores Milla, Kevin Fredd

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Quispe Garcia, Walter

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Rivera Flores, Rogger Adrián

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Rabines León, Steve

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Yupanqui Vargas ,Donnadony Andrés

Estudiantes de la UTP en el curso de CALCULO APLICADO A LA FISICA 2 1. Resumen El presente proyecto está basado en la demostración de este fenómeno físico, el aprendizaje de electricidad y magnetismo, que, mediante la utilización de la Bobina de Tesla, podemos generar transmisión de energía eléctrica sin el uso de conexión de cables a un dispositivo (por medio del campo electromagnético). Por otra parte, no solo pretendemos aprender cómo realizar una, sino, conocer más sobre su funcionamiento, entender y aplicar algunos conceptos realizados en clase. Por conclusión, la formación de este proyecto es aplicar su habilidad de transmitir electricidad inalámbrica alrededor de su área; la cual se puede usar de manera eficiente y útil para electrificar dispositivos en su campo. Palabras claves: Magnetismo, Bobina de Tesla y electricidad inalámbrica. 2. INTRODUCCIÓN

En este experimento crearemos la Bobina de Tesla en función a la utilización de la energía remota. En el presente la tecnología ha crecido sustancialmente y observamos por todos lados instrumentos o aparatos electrónicos de alta gama que usan la corriente eléctrica como su fuente de poder, por eso estos aparatos son conectados a la luz en nuestras casas para poder operar. El uso de móviles se ha vuelto necesario en el presente, pero en muchas ocasiones al salir y cuando el 1

43YXQWP Informe de proyecto del curso Cálculo Aplicado a la Física 2 77RHCDAH KDAQYTM HDYM.web aparato se queda sin energía para su funcionamiento resulta un grave problema, p ...

ante esta situación haciendo uso de nuestra Bobina de Tesla pretendemos cargar remotamente el celular u otro tipo de aparato electrónico sin tener la necesidad de conectarlo a una entra eléctrica. Elementos del proyecto: (Describir detalladamente las 9 etapas.)

A. Descripción del proyecto. Básicamente el proyecto se realizara como parte de nuestro marco educativo en nuestra carrera universitaria, específicamente para el curso CALCULO APLICADO A LA FISICA 2, para la realización de la Bobina de Tesla tendremos 9 etapas definidas: 1) Consideraremos el tamaño de bobina y el lugar donde la colocaremois,2) Aprenderemos las terminologías que necesitaremos conocer, 3) Escogeremos el transformador de fuente de alimentación, 4) Haremos el capacitor primario, 5) Diseñamos el montaje de brecha de la chispa, 6) Construimos la bobina inductora primaria, 7) Veremos que la longitud de alambre determinara la inductancia de la bobina primario, 8) Conectaremos el capacitor primario, el montaje de chispa y la bobina primaria juntos, 9) Construiremos la bobina inductora secundaria. La duración aproximada del proyecto es 4 meses. B. Objetivo general. Mostrar que mediante la utilización de la bobina de tesla podemos aprovechar la energía que irradia este sistema para cargar o transportar energía inalámbrica. Objetivos específicos. 1. Conocer las características y principios de funcionamiento de la bobina de tesla. 2. Dar a conocer el prototipo construido de la bobina de tesla generada del campo magnético. 3. Comprobar la teoría por medio de la práctica. 4. Aumentar la capacidad de desarrollo investigativo, practica y científico

C. Alcances y limitaciones. Este experimento puede ser usado fuera y dentro de nuestros hogares, es decir externa e internamente, su función es proveer de energía a nuestros aparatos eléctricos a largo alcance, es decir inalámbricamente sin conectores. 2

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3. FUNDAMENTO TEÓRICO

La bobina de tesla, llamado así en honor a su creador Nikola Tesla, es un transformador resonante capaz de producir tensiones muy altas a una elevada frecuencia. Hay varias formas de construir una Bobina de Tesla. Para nuestro proyecto tenemos a la entrada una corriente continua de 18 voltios conectada a una resistencia de 22k ohm, el cual, servirá para evitar quemar el transistor 2N2222A que funciona como un interruptor que se abre y cierra muchas veces por segundo, generando una corriente intermitente. Esta corriente intermitente es indispensable para que en la bobina primaria se produzca, por la Ley de Ampere, un campo magnético variable. El transformador, el cual, es el encargado de elevar la tensión se compone de una bobina primaria y secundaria. La bobina primaria se realizará con cables finos y tan solo tendrá 3 vueltas. Por otro lado, la bobina secundaria se efectuará con alambre magneto. Este es un alambre especial que nos permitirá generar el alto voltaje y baja corriente a la salida, dependiendo del número de vueltas que se usará para realizar la bobina secundaria. Lo mínimo de vueltas es de 250, en nuestro caso le daremos 400 vueltas. 4. METODOLOGIA a. HERRAMIENTAS UTILIZADAS 

Transistor eléctrico: Es dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una señal eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de la misma, el transistor funciona

como

una

llave de paso de una tubería: si está totalmente abierto deja entrar todo el caudal del agua, si está cerrado no deja pasar nada, y en sus posiciones intermedias deja pasar

más

o

menos agua.

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43YXQWP Informe de proyecto del curso Cálculo Aplicado a la Física 2 77RHCDAH KDAQYTM HDYM.web  Resistencia: Pequeña resistencia de película de carbón con un valor p ...

de 22K ohm y una tolerancia de ±5%, capaz de disipar potencias de hasta 0,25w (1/4w) y soportar tensiones de trabajo de hasta 300v.

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Bobina: Una bobina o inductor es un componente pasivo del circuito eléctrico que incluye un alambre aislado, el cual se arrolla en forma de hélice. Esto le permite almacenar energía en un campo magnético a través de un fenómeno conocido como autoinducción.

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Alambre Magneto: El alambre magneto es un conductor aislado por medio de una película de esmalte, el cual puede ser redondo o rectangular. Este producto se usa para embobinados de motores, balastros para lámparas fluorescentes, transformadores secos y en aceite, fuentes de poder para equipo eléctrico y electrónico, motocompresores para refrigeración, relevadores, componentes automotrices como reguladores y alternadores, bulbos para cinescopios de televisores, bocinas y otras aplicaciones similares.

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Tubo PVC: El tubo de PVC es utilizado en las instalaciones domésticas, debido principalmente a la variedad de accesorios del sistema (codos, manguitos de empalme, casquillos reductores, injertos, conexiones para desagües a bajante general, etc.) con los que cuenta, como también su bajo peso y su rápida y fácil colocación.

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Transformador Eléctrico: Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética sin variar la frecuencia de la señal. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre 5

43YXQWP Informe de proyecto del curso Cálculo Aplicado a la Física 2 77RHCDAH KDAQYTM HDYM.web un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas p ...

apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo

magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

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Corriente Intermitente: Corriente que fluye sólo en respuesta directa a la precipitación o al flujo de una fuente intermitente.

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Cables de luz: Es un cordón que sirve de conductor, más o menos grueso, el cual está creado por varios hilos, cubierto por algún material que sirve de protector y aislante, el cual se divide en varios tipos, los cuales tienen diferentes usos, que, a su vez, le otorgan varios significados al término “cable”.

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Papel Aluminio: Son hojas delgadas de aluminio de un grosor inferior a 0,2 mm, habiendo medidas tan finas como las que están por debajo de los 0,006 6mm. Así, la hoja de metal es sumamente flexible y puede ser doblada o cubrir objetos con mucha facilidad. Sin embargo, este producto es frágil y fácilmente se daña, siendo comúnmente laminado en combinación con otros materiales como plástico o papel para hacerlo más útil.

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Pila de 9V: La pila 9 voltios (o pila 9V) es una pila eléctrica de nueve voltios. Este formato de pila está basado en principalmente una Química de tipo alcalina, zinc-carbono, litio-hierro y, bajo forma recargable, de tipo níquel cadmio (NiCd), níquel-metal hidruro (NiMH) y ion de litio.

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b. CONCEPTOS APLICADOS 

Inductancia: Es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica que circula por la bobina y el número de vueltas del devanado, la cual depende de las características físicas del conductor y de la longitud de este.

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Resistencia eléctrica: Es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica. 8

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Arco eléctrico: Descarga eléctrica que se forma entre dos electrodos sometidos a una diferencia de potencial y colocados en el seno de una atmósfera gaseosa enrarecida, o al aire libre. La descarga está producida por electrones que van desde el electrodo negativo al positivo, pero también, en parte, por iones positivos que se mueven en sentido opuesto.

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Corriente Continua: La corriente continua es la corriente eléctrica que fluye de forma constante en una dirección, como la que fluye en una linterna o en cualquier otro aparato con baterías es corriente continua.

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Toroide: Superficie de revolución generada por una curva plana cerrada que gira alrededor de una recta exterior coplanaria (el eje de rotación situado en su mismo plano) con la que no se interseca. Su forma se corresponde con la superficie de los objetos que en el habla cotidiana se denominan donas, argollas, anillos, aros o roscas.

Funcionamiento: -

El circuito es alimentado por corriente continua (DC) de 18 voltios.

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La corriente atraviesa por una Resistencia de 10k ohmios, que evita que el transistor se queme.

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43YXQWP Informe de proyecto del curso Cálculo Aplicado a la Física 2 77RHCDAH KDAQYTM HDYM.web - El transistor BD125 funciona como un interruptor que se abre y cierra muchas p ...

veces por segundo, generando una corriente intermitente. Esta corriente intermitente es indispensable para que en la bobina primaria se produzca, por la Ley de Ampere, un campo magnético variable.

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El transformador consiste de dos bobinas (Bobina primaria y secundaria). El bobinado primario es el que está conectado directamente a la corriente continua (DC) generando un flujo magnético. El bobinado secundario, vuelve a convertir ese flujo magnético en una corriente.

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El campo magnético variable de la bobina primaria, al cruzar la bobina secundaria producirá una corriente que tendrá un voltaje muy elevado. Este voltaje depende del número de vueltas que tenga la bobina secundaria. Cuantas más vueltas tengas mayor será el voltaje.

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De ese modo, se producirán ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia y de voltaje muy elevado que podrán propagarse ionizando las moléculas del aire.

Desarrollo de la Bobina de Tesla:

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5. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

1. Gonzáles, A. G. (5 de Junio de 2015). Panama Hitek. Obtenido de http://panamahitek.com/que-es-arduino-y-para-que-se-utiliza/ 2. Gutiérrez, Paul (octubre, 2014). Construcción de una Bobina Tesla. Obtenido de https://www.academia.edu/29799067/Proyecto_bobina_de_tesla. 3. Machego, Jeison (2015). La bobina de tesla. Obtenido de https://es.slideshare.net/gafch/proyecto-bobina-de-tesla

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