La bobina de Tesla, desarrollada en 1891 por Nikola Tesla, fue creada para realizar experimentos relacionados con la generación de descargas eléctricas de alto voltaje. Este dispositivo consiste en una fuente de alimentación, un capacitor (o condensador eléctrico) y un transformador de bobina para que los picos de voltaje alternen entre los dos, y un juego de electrodos para que la chispa salte entre ellos a través del aire.
La bobina de Tesla puede hacerse de materiales adquiridos en tiendas de equipos electrónicos o de materiales de desecho. Este artículo describe la manera de crear una bobina de Tesla disruptiva, la cual es diferente a una de estado sólido y no puede reproducir música. Puedes construir una bobina de Tesla tan grande como tu presupuesto lo permita. Sin embargo, la chispa en forma de rayo de la bobina de Tesla genera calor y expande el aire a su alrededor (en esencia, crea un trueno). Sus campos eléctricos pueden también causar estragos en los dispositivos electrónicos, por eso quizá quieras construir y hacer funcionar tu bobina de Tesla en un lugar donde no perturbe, tal como un garaje o un taller.
Para imaginar cuán grande es el tamaño de la chispa que puedes provocar o cuánta potencia necesitas para hacer que funcione, divide la longitud del alcance de la chispa entre 1,7 y eleva ese número al cuadrado para calcular la potencia de entrada en vatios (y a la inversa, para calcular el alcance de la chispa, multiplica la raíz cuadrada de la potencia en vatios por 1,7).
Principios científicos y unidades de medida
Para diseñar y construir una bobina de Tesla hay que comprender ciertos tecnicismos científicos y unidades de medida. Tendrás que conocer su propósito y función para poder crear una bobina de Tesla apropiadamente.
- Capacitancia: es la capacidad de almacenar carga eléctrica o la cantidad de carga eléctrica almacenada para un voltaje dado. Un dispositivo diseñado para almacenar carga eléctrica se llama "capacitor" (o condensador eléctrico). La unidad de medida de la capacitancia es el faradio (F). Un faradio se define como 1 ampere-segundo (coulomb) por voltio.
- Inductancia, o auto-inductancia: se refiere a cuánto voltaje un circuito eléctrico lleva por cantidad de corriente en el circuito (las líneas de potencia de alta tensión, las cuales llevan altos voltajes pero con bajas corrientes, tienen alta inductancia). La unidad de medida de la inductancia es el Henry (H). Un Henry se define como 1 voltio-segundo por unidad de corriente (ampere).
- Frecuencia resonante, o frecuencia de resonancia: es la frecuencia a la cual la resistencia para transferir la energía, es mínima (para una bobina de Tesla, este es el punto de operación óptimo para transferir energía eléctrica entre las bobinas primaria y secundaria). La unidad de medida para la frecuencia es el hertz (Hz), definido como un ciclo por segundo.
Componentes necesarios
Necesitarás un transformador de fuente de corriente, un capacitor primario de alta capacitancia, un montaje para la brecha de la chispa, una bobina inductora primaria de baja inductancia, una bobina inductora secundaria de alta impedancia, un capacitor secundario de baja capacitancia y algo para suprimir, o sofocar, el ruido del pulso de alta frecuencia creado cuando la bobina de Tesla opere.
La fuente de alimentación o transformador alimenta potencia a la primaria, o circuito tanque, el cual conecta el capacitor primario, la bobina inductora primaria y el montaje de la brecha de la chispa. La bobina inductora primaria se coloca junto a, pero no cableada con, la bobina inductora del circuito secundario, el cual está conectado al capacitor secundario. Este determina cuán grande puedes hacer tu bobina de Tesla.
La mayoría de las bobinas de Tesla operan con un transformador que tiene un voltaje de salida entre 5.000 y 15.000 voltios a una corriente entre 30 y 100 miliamperes.
Construcción del capacitor primario
La mejor manera de crear este capacitor es conectar una cantidad de capacitores pequeños en serie, de forma que cada capacitor maneje partes iguales del voltaje total del circuito primario (esto requiere que cada capacitor individual tenga la misma capacitancia que los otros capacitores en serie). Los capacitores pequeños y sus resistores asociados se pueden obtener de las tiendas de suministros de electrónica o recuperar los capacitores de cerámica de los televisores usados.
El montaje de la brecha de la chispa
Si vas a planificar una sola brecha de chispa, necesitarás pernos de metal de al menos 6 mm (¼ pulgada) de espesor para que pueda soportar el calor generado por la descarga eléctrica entre las chispas.
La bobina primaria
La bobina en sí será hecha de alambre, pero necesitarás enrollar el alambre en forma de espiral. El alambre debe ser esmaltado en cobre, el que podrás obtener de una tienda de suministros eléctricos o recuperando el cable de salida de algún aparato en desuso. La longitud del alambre determina la inductancia de la bobina primaria. Esta debe tener una inductancia baja, por eso utilizarás comparativamente poco cable para hacerla.
La bobina secundaria
Como la bobina primaria, tendrás que enrollar alambre alrededor de un núcleo cilíndrico. La bobina secundaria tiene que tener la misma frecuencia de resonancia que la bobina primaria para que la bobina de Tesla opere eficientemente.
Tu circuito secundario debe estar aterrado separadamente de la tierra de los circuitos que suministran la alimentación al transformador de la casa para evitar un flujo de corriente eléctrica que vaya desde la bobina de Tesla a la tierra de los circuitos de tu casa, lo que posiblemente quemaría todo lo que esté conectado en los enchufes.
Ahogadores (Chokes)
Estos son pequeños inductores que impiden que los pulsos creados por el ensamblaje de la chispa destruyan la fuente de alimentación.
Coloca los circuitos primario y secundario uno al lado del otro, y conecta la fuente de alimentación al circuito primario, a través de los ahogadores.
Bobina Pancake Bifilar en PCB
Existe una variante de la bobina de Tesla conocida como bobina bifilar, que consiste simplemente en una bobina con dos bobinados intercalados y conectados a la vez en serie y en paralelo. Esto se hace para conseguir una bobina con una gran capacidad parásita. Esta bobina se conoce como PANQUEQUE o PANCAKE y se le atribuye a Tesla.
Al referirse a una bobina de Tesla tipo Pancake en un circuito PCB, el "esquema del tablero" que solicitan los fabricantes se refiere a la representación del diseño de las pistas de cobre en la placa. En el caso de una bobina Pancake bifilar en PCB, el diseño es relativamente sencillo, ya que no involucra componentes electrónicos activos (resistencias, circuitos integrados, etc.), sino únicamente las pistas de cobre que forman los bobinados.
Para solucionar el problema de que soliciten el "esquema del tablero" cuando solo hay pistas de cobre, se debe proporcionar el archivo Gerber, que es el estándar para la fabricación de PCBs. Este archivo describe las capas de cobre, los taladros y otras informaciones necesarias para la producción. Si el fabricante necesita una representación visual adicional, se puede generar un diagrama de las pistas de cobre tal como se verían en la placa.
COMO HACER UNA BOBINA DE TESLA CASERA "Creaciones Caseras para hacer"
Para controlar la dirección del flujo que sale del capacitor secundario, coloca objetos de metal cerca del capacitor, pero sin tocarlo. El flujo formará un arco del capacitor al objeto.