UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ Proyecto – Bobina Tesla INTEGRANTES: García Rivera, Fernando Alexander U19307353 Fiorella Isabel Quispe Ubillus U1621376 Milko David Cañote Fajardo U20300313 Lima, 14 de Abril del 2023 INTRODUCCION La Bobina de Tesla es un dispositivo electromagnético que genera altas tensiones y altas frecuencias de corriente eléctrica. Fue inventada por el ingeniero eléctrico e inventor Nikola Tesla en 1891 con el objetivo de transmitir energía eléctrica sin cables. La bobina de Tesla está compuesta por circuitos eléctricos resonantes acoplados, que consisten en bobinas primarias y secundarias, condensadores y un interruptor llamado explosor. Cuando la bobina se energiza, produce espectaculares chispas eléctricas que pueden alcanzar varios metros de longitud. Además de su uso en aplicaciones de investigación y experimentación, la bobina de Tesla tiene diversas aplicaciones en campos como la medicina, la comunicación y el entretenimiento. Tesla también es conocido por ser el inventor de la corriente trifásica y de los motores de inducción, que son ampliamente utilizados en la industria actual. En 1891, patentó lo que podría convertirse en su invención más famosa: la base para la transmisión inalámbrica de corriente eléctrica, conocida como la Bobina Transformadora Tesla. En resumen, la Bobina de Tesla es una invención revolucionaria que ha tenido un gran impacto en la historia de la electricidad y que sigue siendo objeto de interés y estudio en la actualidad. La bobina de Tesla convencional nos permite conocer a fondo su funcionamiento y entender mucho mejor algunos conceptos de electricidad y magnetismo. En el presente trabajo explicaremos su funcionamiento y su relación con la física, durante el desarrollo de este proyecto vamos a poder adquirir más conocimiento sobre las energías alternativas renovables, la optimización de recursos y el funcionamiento de distintos procesos tecnológicos. JUSTIFICACION La Bobina de Tesla es un tema de gran interés para la física y la electrónica, ya que su funcionamiento se basa en los principios de la inducción electromagnética y la resonancia, lo que la convierte en un ejemplo importante de la aplicación de la teoría electromagnética en la tecnología. A lo largo de la historia, la Bobina de Tesla ha sido utilizada en una amplia variedad de aplicaciones, desde la comunicación inalámbrica hasta la producción de música con instrumentos electrónicos. En la actualidad, la Bobina de Tesla sigue siendo una herramienta valiosa en diversos campos. Por ejemplo, se utiliza en la medicina para producir campos electromagnéticos para terapia y diagnóstico, y en la industria para producir plasma para soldadura y corte. También es utilizada en la educación para demostrar los principios básicos de la electricidad y el magnetismo. La comprensión de la física y las aplicaciones de la Bobina de Tesla es importante para la investigación científica y para el desarrollo de nuevas tecnologías en estos y otros campos. En resumen, la Bobina de Tesla sigue siendo una fuente de inspiración y una herramienta valiosa para la innovación tecnológica. Usos: 1. Generación de luz: la bobina de Tesla se ha utilizado como fuente de luz en algunos proyectos de investigación y demostraciones. 2. Investigación científica: la bobina de Tesla se ha utilizado para estudiar la ionización del aire y para producir rayos cósmicos artificiales, lo que ha ayudado a los científicos a entender mejor la atmósfera y el espacio exterior. 3. Transmisión de energía inalámbrica: La transmisión de energía inalámbrica permite transmitir energía eléctrica sin usar cables o conexiones. 4. Protección en casas y laderas: Gracias a esta propiedad electromagnética podemos aplicar este fenómeno a seguridad. MARCO TEORICO El marco teórico de esta monografía se basa en los principios fundamentales de la física electromagnética y la teoría de circuitos que se aplican en la Bobina de Tesla. En particular, se hace uso de la ley de Faraday, que explica la inducción electromagnética en una bobina y es esencial para el funcionamiento de la Bobina de Tesla. Además, se emplea la fórmula de resonancia de la Bobina de Tesla para describir la relación entre la frecuencia del campo magnético en la bobina primaria y la capacitancia de la bobina secundaria. También se considera la teoría de circuitos para entender cómo se comporta la Bobina de Tesla como un transformador resonante y cómo se pueden diseñar circuitos de control para diferentes aplicaciones. Cabe destacar que la Bobina de Tesla es un generador electromagnético que produce altas tensiones de elevadas frecuencias (radiofrecuencias) con efectos observables como sorprendentes efluvios, coronas y arcos eléctricos1. Asimismo, la bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante que se compone de una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados. Nikola Tesla experimentó con diversas variantes de bobinas y configuraciones, lo que permitió el desarrollo del prototipo patentado en 1891. FUNCIONAMIENTO La Bobina de Tesla es un transformador resonante que utiliza la inducción electromagnética para generar altas tensiones de alta frecuencia en su bobina secundaria. La corriente alterna aplicada a la bobina primaria produce un campo magnético variable que se acopla con la bobina secundaria, generando una corriente inducida en la bobina secundaria. La frecuencia de la corriente alterna aplicada a la bobina primaria debe coincidir con la frecuencia natural del circuito resonante de la bobina secundaria para lograr la máxima transferencia de energía. La Bobina de Tesla puede generar descargas eléctricas de alta frecuencia y alta tensión, gracias a la amplificación de la tensión en la bobina secundaria a través de la inducción electromagnética. Además, puede generar campos electromagnéticos de alta frecuencia y alta intensidad que se utilizan en diversas aplicaciones científicas y tecnológicas. Es importante destacar que la Bobina de Tesla requiere un condensador para almacenar la carga eléctrica y dispararla en una chispa. El condensador se carga a través de la bobina primaria y se descarga a través de la bobina secundaria, produciendo una descarga eléctrica en la chispa. Física detrás de la Bobina de Tesla La Bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante que funciona creando un campo magnético de oscilación rápida. Esto se logra mediante el uso de dos bobinas, una primaria y una secundaria. La bobina primaria está conectada a una fuente de alimentación, lo que provoca que fluya una corriente a través de ella y genere un campo magnético. La bobina secundaria se coloca cerca de la bobina primaria, lo que hace que el campo magnético en la bobina secundaria oscile a la misma frecuencia que el campo magnético en la bobina primaria. La Ley de Faraday explica que cualquier cambio en el campo magnético que atraviesa una bobina inducirá una corriente eléctrica en la misma. En el caso de la Bobina de Tesla, la oscilación del campo magnético en la bobina secundaria induce una corriente eléctrica de alta frecuencia. La relación entre la corriente eléctrica en la bobina secundaria y la frecuencia del campo magnético en la bobina primaria se describe mediante la fórmula de resonancia de la Bobina de Tesla: f = 1/(2π√LC) Donde: f es la frecuencia del campo magnético en la bobina primaria. L es la inductancia de la bobina primaria. C es la capacitancia de la bobina secundaria.
