Bobina de TeslaDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a navegación, búsqueda

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.

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

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1 Historia o 1.1 Primeras bobinas o 1.2 Bobinas Tesla disruptivas

o 1.3 Bobinas posteriores 2 Uso y producción

o 2.1 Transmisión o 2.2 Seguridad y precauciones o 2.3 Descargas aéreas o 2.4 Recepción

3 El mito del efecto pelicular o piel (skin effect) 4 Casos y dispositivos 5 Popularidad

o 5.1 En la ficción 6 Referencias 7 Enlaces externos

[editar] Historia

[editar] Primeras bobinas

El American Electrician da una descripción magnética 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 éste se sitúa 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

[editar] Bobinas Tesla disruptivas

En la primavera de 1891, Tesla realizó una serie de demostraciones con varias máquinas ante el American Institute of Electrical Engineers del Columbia College. Continuando las investigaciones iniciales sobre voltaje y frecuencia de William Crookes, Tesla diseñó y construyó una serie de bobinas que produjeron corrientes de alto voltaje y alta frecuencia. Estas primeras bobinas usaban la acción 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 través 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 metálicas con diámetros inferiores a los 3 cm, aunque Tesla utilizó diferentes elementos para producir las descargas. Los condensadores tenían un diseño especial, siendo pequeños con un gran aislamiento. Estos condensadores consistían en placas móviles en aceite. Cuanto menor eran las placas, mayor era la frecuencia de estas primeras bobinas. Las placas resultaban también útiles para eliminar la elevada autoinductancia de la bobina secundaria, añadiendo capacidad a ésta. También se colocaban placas de mica en el explosor para establecer un chorro de aire a través de él. Esto ayudaba

a extinguir el arco eléctrico, haciendo la descarga más abrupta. Una ráfaga de aire se usaba también 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 Lighting5 (23 de junio de 1891), Tesla describió esta primera bobina disruptiva. Concebida con el propósito de convertir y suplir energía eléctrica en una forma adaptada a la producción de ciertos nuevos fenómenos eléctricos, que requerían corrientes de mayores frecuencia y potencial. También especificaba un mecanismo descargador y almacenador de energía en la primera parte de un transformador de radiofrecuencia. Ésta es la primera aparición de una alimentación de corriente de RF capaz de excitar una antena para emitir potente radiación electromagnética.

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.

[editar] Bobinas posteriores

Tesla, en la patente System of Transmission of Electrical Energy7 y Apparatus for Transmission of Electrical Energy,8 describió nuevas y útiles combinaciones empleadas en bobinas transformadoras. Bobinas transmisoras o conductoras preparadas y excitadas para provocar corrientes u oscilaciones que se propagaran por conducción a través del medio natural de un punto a otro punto remoto, y bobinas receptoras de las señales transmitidas. Estas bobinas permitían producir corrientes de muy alto potencial. Más tarde conseguiría Method of Signaling9 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 también mucho mayores. Cuando Tesla patentó un dispositivo en Apparatus for Transmitting Electrical Energy,11 llamó al dispositivo un transformador resonante autoregenerativo de alto voltaje con núcleo 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 pérdidas por descargas de corona, y usaban explosores rotativos para tratar los niveles de alta potencia. Las bobinas Tesla conseguían una gran ganancia en voltaje acoplando dos circuitos LC resonantes, usando transformadores con núcleo de aire. A diferencia de las transformadores convencionales, cuya ganancia está limitada a la razón entre los números de vueltas en los arrollamientos, la ganancia en voltaje de una bobina Tesla es proporcional a la raíz cuadrada de la razón de las inductancias secundaria y primaria.

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

Aunque las bobinas Tesla modernas están diseñadas usualmente para generar largas chispas, los sistemas originales de Tesla fueron diseñados para la comunicación sin hilos, de tal manera que él usaba superficies con gran radio de curvatura para prevenir las descargas de corona y las pérdidas 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 “presión”) y la frecuencia de las corrientes empleadas. Tesla también empleó varias versiones de su bobina en experimentos con fluorescencia, rayos x, potencia sin cables para transmisión de energía eléctrica, electroterapia, y corrientes telúricas en conjunto con electricidad atmosférica.

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 está 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 sólo una única bobina secundaria. El toroide constituye una de las terminales de un condensador, siendo la otra terminal la Tierra. El circuito LC primario es “ajustado” de tal forma que resonará a la misma frecuencia del circuito secundario. Las bobinas primaria y secundaria están débilmente acopladas magnéticamente, creando un transformador con núcleo de aire resonante. Sin embargo, a diferencia de un transformador convencional, que puede acoplar el 97%+ de los campos magnéticos entre los arrollamientos, estos están acoplados, compartiendo sólo el 10-20% de sus respectivos campos magnéticos.

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 metálica con la forma de un toroide, cubierta con una placa metálica circular de curvatura suave (formando una superficie conductora muy grande). Tesla usó en su aparato más grande este tipo de elemento dentro de una cúpula. 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 eléctrica. Posee un gran radio de curvatura, o está compuesto por elementos separados los cuales, respecto a su propio radio de curvatura, están colocados cercanos entre sí de tal forma que la superficie exterior resultante tiene un gran radio.

Este diseño permite al terminal soportar muy altos voltajes sin generar coronas o chispas. Tesla durante su proceso de aplicación de patentes describió variados terminales resonadores para la parte superior de sus bobinas posteriores12 La mayoría de las bobinas Tesla modernas usan toroides simples, generalmente fabricados de metal fundido o de aluminio flexible, para controlar el intenso campo eléctrico 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 núcleo de aire, fuertemente acoplado, cuya salida alimenta una bobina resonante, algunas veces llamada “bobina extra”, o simplemente una “secundaria superior”. El principio es que la energía se acumula en la bobina superior resonante, y el papel del transformador secundario es llevado a cabo por la secundaria “inferior”; Los papeles no están compartidos por un único secundario. Sistemas modernos de tres bobinas generalmente o colocan la secundaria superior a cierta distancia del transformador, o lo hacen de un diámetro considerablemente menor; no se busca acoplamiento magnético con la secundaria superior, porque cada secundaria está diseñada específicamente 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 diseño 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 metálicas esféricas, y que se ensancha en la parte más baja en un gancho (que está encajado para evitar pérdidas por corrientes de Foucault y por seguridad). La bobina secundaria está enrollada en un tambor de material aislante, con sus vueltas muy cercanas entre sí. Cuando el efecto de los pequeños 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 algún lugar por debajo de la vuelta superior de la bobina primaria.

[editar] Uso y producción

Esquema típico de una bobina TeslaEste circuito de ejemplo está diseñado para ser alimentado con corrientes alternas. Aquí el spark gap corta la alta frecuencia a través del primer transformador. Una inductancia, no mostrada aquí, protege el transformador..

Configuración alternativa de una bobina TeslaEste también alimentado por corrientes alternas. Sin embargo, aquí el transformador de la alimentación AC debe ser capaz de tratar altos voltajes a altas frecuencias.

[editar] Transmisión

Una bobina Tesla grande de diseño actual puede operar con niveles de potencia con picos muy altos, hasta muchos megavatios (un millón de vatios). Debe por tanto ser ajustada y operada cuidadosamente, no sólo por eficiencia y economía, sino también por seguridad. Si, debido a un ajuste inapropiado, el punto de máximo voltaje ocurre por debajo de la terminal, a lo largo de la bobina secundaria, una chispa de descarga puede dañar 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 típico (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 también 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 añadiendo 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 frágiles, como transformadores de luces de Neon (NST en sus siglas en inglés). Independientemente de la configuración 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 están diseñados para tener inductancia de fuga alta, para limitar sus cortocircuitos a niveles seguros.

[editar] 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 esté bajo control. Mientras se ajuste, se suele añadir una pequeña proyección (llamada "breakout bump") al terminal superior para estimular descargas de corona y de chispas (también llamadas "streamers") en el aire circundante. La bobina puede entonces ajustarse para conseguir las descargas más 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 máxima. Por distintas razones técnicas, 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 útiles para diferentes propósitos entre los que se incluyen demostraciones prácticas en clases, efectos especiales para teatro y cine, y pruebas de seguridad de diferentes tecnologías. En su funcionamiento más común, se producirán largas descargas de alto voltaje en todas direcciones alrededor del toroide, que resultan muy espectaculares.

[editar] 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 magnético que se acopla con el segundo arrollamiento, transfiriendo energía a la parte secundaria del transformador y produciendo que este oscile con la capacitancia toroidal. La transferencia de energía ocurre durante varios ciclos, y la mayor parte de la energía que originalmente se encontraba en la parte primaria, pasa a la secundaria. Cuanto mayor es el acoplamiento magnético entre los arrollamientos, menor será el tiempo requerido para completar la transferencia de energía. Según la energía crece en el circuito oscilante secundario, la amplitud del voltaje RF del toroide crece rápidamente, y en el aire circundante al toroide se produce una ruptura del dieléctrico, formando una descarga de corona.

Según se sigue incrementando la energía (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 “raíz” de plasma caliente muy conductora, llamada chispa directora que se proyecta hacia el exterior del toroide. El plasma en esta “conductora” está considerablemente más caliente que una descarga de corona, y es considerablemente más conductora. De hecho, tiene propiedades similares a un arco eléctrico. La conductora se bifurca en miles de descargas mucho más finas, similares a cabellos, llamadas streamers.

Estos streamers son como una “niebla” azulada al final de las conductoras más 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 eléctricamente 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 repetición de los pulsos produce que las descargas crezcan hasta que la energía media que está disponible en la bobina Tesla durante cada pulso se equilibre con la energía media perdida en las descargas (mayormente por calor). En este punto se alcanza el equilibrio dinámico, y las descargas alcanzan su máxima longitud para esa potencia exterior de la bobina. Esta única combinación de un alto voltaje creciente de radiofrecuencia y una repetición de pulsos parece ajustarse de forma ideal para crear descargas largas y bifurcadas que son considerablemente mayores que las que se podrían esperar simplemente considerando el voltaje exterior. Más de 100 años después del uso de las primeras bobinas

Tesla, hay muchos aspectos de las descargas y de los procesos de transferencia de energía que todavía no se comprenden en su totalidad.

[editar] 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 también se pueden construir para utilizar la electricidad atmosférica, aunque generalmente no se usan con estos propósitos. Tesla sugirió que una variación de la bobina Tesla podría utilizar el efecto “phantom loop” para formar un circuito capaz de inducir energía del campo magnético de la Tierra y otras fuentes de energía radiante. Este concepto es parte de su transmisor de energía sin cables.

Mientras que Tesla demostró la transmisión de potencia eléctrica sin cables de un transmisor a un receptor, señalamos, con respecto a las especulaciones de Tesla relacionadas con el aprovechamiento de fenómenos naturales para obtener potencia eléctrica, que este artículo no cita ninguna demostración pública de este tipo de tecnología, por ningún individuo, grupo, o entidad de algún tipo.

[editar] El mito del efecto pelicular o piel (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, erróneamente, 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 eléctricos (por ejemplo metales), la “profundidad de penetración” de la carne humana a las frecuencias típicas de una bobina Tesla es del orden de los 100 cm o más. Esto significa que corrientes de alta frecuencia seguirán fluyendo preferentemente a través 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 eléctricas potencialmente peligrosas por encima de 15/20 kHz; para que los nervios sean activados, un número 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 señal de shock, los inexpertos pueden tocar los streamers exteriores de una pequeña bobina Tesla sin sentir dolorosos shocks. Sin embargo, hay pruebas entre experimentadores de bobinas Tesla de haber sufrido daño temporal en los tejidos, el cual puede ser observado como dolor de músculos, articulaciones u hormigueo durante horas e incluso días después. Se cree que esto puede deberse a los efectos dañinos del flujo de corrientes internas, y es especialmente común con bobinas Tesla de onda continua, de estado sólido o de vacío.

Grandes bobinas Tesla y amplificadores pueden producir niveles peligrosos de corriente de alta frecuencia, y también altos voltajes (250.000/500.000 voltios o más). Debido a sus

altos voltajes se pueden producir descargas potencialmente letales desde los terminales superiores. Doblando el potencial exterior se cuadruplica la energía electrostática almacenada en un terminal de cierta capacitancia dada. Si un experimentador se sitúa accidentalmente en el camino de una descarga de alto voltaje a tierra, el shock eléctrico puede causar espasmos involuntarios y puede inducir fibrilación ventricular y otros problemas que puedan matarnos. Incluso bobinas de baja potencia de vacío o de estado sólido pueden producir corriente de radio frecuencia que son capaces de causar daños temporales en tejidos internos, nervios o articulaciones a través de calentamiento Joule. Además un arco eléctrico puede carbonizar piel, produciendo dolorosas y peligrosas quemaduras que pueden alcanzar el hueso, y que pueden durar meses hasta su curación. Debido a estos riesgos, los experimentadores con conocimientos evitan el contacto con los streamers de todos excepto los sistemas más pequeños. Los profesionales suelen usar otros medios de protección 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 también descargas mortales.

[editar] Casos y dispositivos

Los laboratorios Tesla de Colorado Springs poseían una de las bobinas Tesla más grande jamás construida, conocida como el “transmisor amplificador” ("Magnifying Transmitter"). Este es algo diferente de una bobina Tesla clásica de dos bobinas. Un amplificador usa un sistema de dos bobinas para excitar la base de una tercera bobina (resonador) que está situada a cierta distancia del primero. Los principios operativos de ambos sistemas son similares.

La bobina Tesla más grande jamás 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 inducción) de un dispositivo más moderno llamado “transformador flyback”, que provee del voltaje necesario para alimentar los tubos de rayos catódicos usados en algunas televisiones y monitores de ordenador. La bobina de descarga disruptiva se mantiene como uso común como “bobina de ignición” en el sistema de ignición de un motor de combustión interna. Sin embargo, estos dos dispositivos no utilizan la resonancia para acumular energía, característica distintiva de una bobina Tesla. Una versión moderna de baja potencia de la bobina se usa para alimentar la iluminación de esculturas y dispositivos similares.

[editar] Popularidad

Las bobinas Tesla son dispositivos muy populares entre ciertos ingenieros eléctricos y entusiastas de la electrónica. A alguien que construye una bobina de Tesla como hobby se le llama “bobinador Tesla”. Hay incluso convenciones donde la gente acude con sus bobinas caseras y otros dispositivos de interés. Las bobinas Tesla de baja energía se usan

también como fuentes de alto voltaje para la fotografía Kirlian. También se usan como elementos educacionales.

Condensador electrolíticoDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a navegación, búsqueda

Condensador electrolítico Axial (arriba) y radial (abajo).

Un condensador electrolítico o capacitor electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente continua.

Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.

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1 Historia 2 Construcción 3 Polaridad 4 Electrolito 5 Comportamiento eléctrico de los electrolíticos 6 Capacidad 7 Variantes 8 Véase también 9 Referencias 10 Enlaces externos

[editar] Historia

No existe un inventor claro del condensador electrolítico. Es uno de los muchos casos de tecnología que se pueden considerar una curiosidad de laboratorio, la clásica "búsqueda de solución para un problema".

El principio del condensador electrolítico fue descubierto en 1886 por Charles Pollak, como parte de su investigación en la anodización del aluminio y otros metales. Pollack descubrió que debido a la delgadez de la capa de óxido de aluminio producida, había mucha capacitancia entre el aluminio y la solución de electrolito. Un problema importante era que la mayoría de los electrolitos tendían a disolver esta capa de óxido de nuevo cuando la tensión se eliminaba, pero eventualmente el encontró que el perborato de sodio bórax permitía la creación de la capa sin atacarla después. Le fue concedida una patente para el condensador electrolítico de aluminio con disolución de borax en 1897.

La primera aplicación práctica de esta tecnología fue en los condensadores de arranques de motores de corriente alterna. La mayoría de los condensadores electrolíticos son polarizados, esto es, sólo pueden operar con corriente continua, pero usando varias placas de aluminio anodizado e intercalando entre ellas el electrolito de borax, es posible hacer un condensador que puede ser usado en sistemas de corriente alterna.

Los condensadores del siglo XIX y principios del XX tienen pocas similitudes con los actuales, y eran construidos de forma más parecida a una batería de coche. El electrolito de disolución de bórax tenía que ser periódicamente redisuelto con agua destilada, algo que recuerda a las baterías de plomo ácido.

La primera aplicación masiva de las versiones de corriente continua de este tipo de condensador fue en las centralitas telefónicas para suavizar los cambios de estado de los reles de las líneas de 48 voltios.

El desarrollo de los receptores de radio domésticos de corriente alterna, a finales de los 1920 requirieron de la producción de condensadores de alta capacidad (para la época) y alto voltaje, como mínimo de 4 microfaradios y hasta 500 voltios. Los de papel enrollado y plata con aceite estaban disponibles entonces pero los dispositivos con ese orden de capacidad y voltaje eran pesados y prohibitivamente caros. El primer prototipo de un condensador electrolíticos moderno fue patentado por Julius Lilienfield en 1926. Su diseño seguía las líneas del condensador de mica y plata, pero con papel empapado en electrolito en lugar de la mica. Se probó que era difícil refrigerar el dispositivo y en las condiciones calientes típicas de los los receptores de radio se agujereaban y fallaban.

El ingeniero retirado del ejército de Estados Unidos Ralph D. Mershon desarrolló el primer condensador electrolítico para radio comercialmente disponible en cualquier cantidad, aunque algunos otros investigadores produjeron dispositivos similares. El "condensador Mershon" como se le conoció, estaba construido como un condensador de papel convencional, con dos largas tiras de film de aluminio enrolladas con tiras de papel empapado en solución electrolítica, en lugar de cera. En lugar de intentar cerrarlo

herméticamente, la solución de Mershon fue simplemente meter el condensador en una lata de aluminio o cobre, llena hasta la mitad de electrolito extra. (Estos son llamados "electrolíticos húmedos" por los radioaficionados, y los que se encuentran aún con algo de líquido dentro son piezas de coleccionista).

A pesar del éxito inmediato de Mershon (y el nombre "Condensador de Mershon" fue durante un corto tiempo sinónimo de receptores de radio de calidad en los años 20), debido a varias dificultades de fabricación su tiempo de vida en funcionamiento era corto y la compañía de Mershon quebró en los primeros años 1930.

No fue hasta la segunda guerra mundial cuando se dedicaron suficientes recursos para encontrar las causas de los problemas, que los condensadores electrolíticos se convirtieron en los componentes útiles que son hoy en día.

[editar] Construcción

Los condensadores electrolíticos de aluminio se construyen a partir de dos tiras de aluminio, una de las cuales está cubierta de una capa aislante de óxido, y un papel empapado en electrolito entre ellas. La tira aislada por el óxido es el ánodo, mientras el líquido electrolito y la segunda tira actúan como cátodo. Esta pila se enrolla sobre sí misma, ajustada con dos conectores pin y se encaja en un cilindro de aluminio. Las dos geometrías más populares son las axiales y radiales mostradas en la fotografía.

[editar] Polaridad

En los condensadores electrolíticos de aluminio, la capa de óxido aislante en la superficie de la placa de aluminio actúa como dieléctrico, y es la delgadez de esta capa la que permite obtener una gran capacidad en un pequeño volumen. La capa de óxido puede mantenerse inafectada incluso con una intensidad de campo eléctrico del orden de 109 voltios por metro. La combinación de alta capacidad y alto voltaje resultan en una gran densidad energética.

Al contrario que la mayoría de los condensadores, los electrolíticos tienen polaridad. La polaridad correcta se indica en el envoltorio con una franja indicando el signo negativo y unas flechas indicando el terminal que debe conectares al potencial menor (terminal negativo). También, el terminal negativo es más corto que el positivo. Esto es importante porque una conexión con voltaje invertido de más de 1,5 Voltios puede destruir la capa central de material dieléctrico por una reacción de reducción electroquímica. Sin este material dieléctrico, el condensador entra en cortocircuito, y si la corriente es excesiva, el electrolito puede hervir y hacer explotar el condensador.

Existen disponibles condensadores especiales para uso con corriente alterna, normalmente conocidos como "condensadores no-polares" o "NP". En ellos, las capas de óxido se forman en las dos tiras de aluminio antes del ensamblado. En los ciclos alternos, una u otra de las placas actúan como un diodo, evitando que la corriente inversa dañe el electrolito de la otra.

Esencialmente, un condensador de 10 microfaradios de alterna se comporta como dos de 20 microfaradios de continua conectados en serie inversa.

Los condensadores modernos tienen una válvula de seguridad, típicamente en una esquina del envoltorio o una terminación especialmente diseñada para ventilar el líquido/gas caliente, pero aun así las rupturas pueden ser dramáticas. Los condensadores electrolíticos pueden soportar una tensión inversa por un tiempo corto, pero durante este tiempo conducirán mucha corriente y no se comportarán como verdaderos condensadores. La mayoría sobrevivirán sin tensión inversa, o con tensión alterna, pero los circuitos deben diseñarse siempre pensando en que no haya tensión inversa durante tiempos significativos. La corriente directa constante (con la polaridad correcta) es lo preferible para aumentar la vida del condensador.

CondensadorCondensadorPolarizado

CondensadorVariable

Símbolos esquemáticos para condensadores electrolíticos. Algunos esquemas no incluyen el signo "+" al lado del símbolo. Los condensadores electrolíticos se marcan para indicar la polaridad de los terminales.

Índice Zona del silencio (México) Grupo Elron

ZONA DEL SILENCIO (1)

Mucho se dice de la Zona del Silencio, que es un sitio extraño, místico y sorprendente. Lo cierto es que mucho se ha inventado sobre ella. Libros, revistas sensacionalistas, místicos deschavetados y algunos interesados pobladores hablan de Ovnis, energias paranormales, extraterrestres que

rondan en la región como si estuvieran de picnic, o ciudades subterraneas de descendientes de los mayas (sic). ¿Pero cuál es la verdad?

 

Enlace a la página En la parte central del Bolsón de Mapimí se

Zona del Silencio localiza un área llamada la Zona del Silencio. El enigmático nombre es digno de un sinfín de mitos que han surgido en torno a la zona. El Bolsón de Mapimí, está situado en la parte centro-norte del país, a unos 180 km al noroeste de La Laguna que tiene como ciudades principales a Torreón-Gómez Palacio-Lerdo, que forma parte del Desierto Chihuahuense.

La Zona del Silencio se encuentra situada entre Durango, Chihuahua, y Coahuila, entre el paralelo 26 y 28, en el lugar llamado Vértice de Trino. Es llamada la Zona del Silencio porque las ondas de radio no pueden ser transmitidas de manera normal y esto se da sólo en algunas pequeñas áreas debido a que existen campos magnéticos.

Alguna vez en el tiempo, esta gran extensión de tierra estuvo bajo las aguas del llamado Mar de Thetis, esto lo demuestra la existencia de fósiles marinos en la zona.

También en la Zona del Silencio, existen áreas con gran concentración de fragmentos de aerolitos, así como especies endémicas, como lo es el caso de la tortuga del desierto, reptiles únicos en el mundo y de la abundancia de nopales violáceos que deben su color a las capas que nos protegen de los rayos solares han sido desgastadas por el viento solar; se puede encontrar la gobernadora, la sabaneta, pastizales, ocotillos, magueyales y cactáceas, algunas de ellas endémicas, yucas, candelilla, nopaleras, mezquites. A su vez, se pueden observar liebres y conejos, ratones y ratas canguro, zorros, coyotes, y búhos. Al igual que la vegetación, los animales sufren adaptaciones especiales que les permiten vivir en las condiciones adversas de esta árida región.

La Zona del Silencio es frecuentemente comparada con el Triángulo de las Bermudas, con las Pirámides Egipcias, las Ciudades Sagradas del Tibet, Cabo Cañaveral, todas localizándose entre los paralelos 26 y 28 (Hunt 1984).

Pronto surgió la versión de que justo al otro lado del mundo, en algún lugar del Tíbet o Nepal, existía una zona con las mismas caracterÌsticas, por lo que se considerá a la zona como un polo donde se concentraba la energía terrestre.

En 1978, se creó la Reserva de la Biosfera de Mapimí, auspiciada por el programa "El Hombre y la Biosfera" de la UNESCO, el Instituto de Ecología, el CONACYT y otras organizaciones.

 

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Nombre del lugarLa Zona del Silencio

¿Cuáles son los atractivos naturales y /o culturales del lugar?

Más que nada es visitado por los fenómenos electromagnéticos que ahí se producen.

¿Dónde se localiza? ¿Cómo se llega al lugar?

Se ubica hacia el norte del Estado, pasando el pueblo de Ceballos y cerca de los límites de Durango con Coahuila y Chihuahua. Se puede llegar en cualquier medio de transporte.

Descripción del lugar Región semidesértica en la que se producen fenómenos electromagnéticos de interés.

Población y número de habitantes (urbana, rural o grupos étnicos)

Población rural, sólo se encuentran algunos científicos que estudian los fenómenos que ahí se producen.

¿El lugar está considerado como un Área Natural Protegida? ¿En qué categoría de manejo se encuentra?. Superficie y fecha de decreto.

Es un lugar protegido.

En caso de ser un ANP ¿qué institución la administra (federal, estatal o municipal)? Y ¿cuáles son los objetivos de su creación?

Por las autoridades estatales

Tipo de ecosistema (terrestre y/o acuático)

Desierto.

Flora que observaste en el lugar

Es muy escasa, pero observamos nopales, cactus y biznaga.

Fauna que observaste en el lugar

Tortuga del desierto, roedores, escorpiones, coyotes, correcaminos y lechuzas.

¿Qué tipo de actividad se Solamente las actividades que realizan lo

realiza en el lugar? científicos.

¿Existe actividad ecoturística? ¿De qué tipo (aventura, ciclismo, observación de aves o paisajes, histórico, culturales, etc.), ¿en qué consiste?.

Bueno de vez en cuando van turistas a visitar el lugar, pero más bien por los fenómenos que ahí se presentan y porque dicen que han caído meteoritos, que por esa razón ocurren fenómenos electromagnéticos.

Infraestructura (accesos, instalaciones, sederos, etc.)

Sólo cuenta con camino de terracería.

Problemática del lugar ¿Qué impacto ecológico tiene la(s) actividad(es) en el lugar? ¿El lugar está contaminado?¿Por qué?

Se presenta el problema de tolvaneras muy fuertes, ya que la tierra está suelta y el viento la levanta.

No está contaminado, es sólo el polvo que levanta el viento.

PUERTA DIMENSIONAL MORTAL

¿Esconde algún misterio la Zona del silencio?

Estimado profesor Velmont: A 50 kilómetros de la población de Cevallos (sobre la carretera México-Ciudad Juárez), existe una zona donde las ondas de radio no se transmiten con la velocidad y frecuencia normales. El sitio cobró relevancia en 1970 cuando cayó el cohete estadounidense de exploración espacial Atenas. Al parecer ahí existe un área de atracción magnética que "jala" toda clase de aerolitos y artefactos que ingresan a su zona de influencia. Me interesaría saber qué secretos guarda este lugar.

Idelfonso H.

RESPUESTA

Apreciado Idelfonso: Como nosotros siempre decimos, los misterios no son más que la ausencia de datos, y cuándo éstos aparecen el misterio desaparece. Es precisamente lo que sucede con este lugar.

Lo que no saben los científicos que estudian esta zona es que existe una puerta dimensional de características mortales.

Te transcribo la parte pertinente de la sesión del 3/8/04 donde averiguamos este dato, que te aclarará definitivamente la cuestión.

Bienvenido al Club. Un fuerte abrazo.

Horacio Velmont.

Interlocutor: . Para ir terminando la sesión, ¿en la llamada Zona del Silencio, en México, por casualidad hay alguna puerta dimensional?

Ron Hubbard: Sí, en esta zona sí. Pero no va al mismo planeta sino a un "horizonte virtual", como si fuera un horizonte de sucesos y es como que absorbe todo y de allí ya no se vuelve.

Interlocutor: ¿Algunas personas han sido absorbidas?

Ron Hubbard: Sí, pero reitero que de allí no se vuelve, porque es como si fuera un agujero negro.

Interlocutor: ¿Usted dice que la gente que es atrapada por esta puerta dimensional desencarna?

Ron Hubbard: ¡Por supuesto, es obvio que desencarna! Estamos hablando de una puerta dimensional que conecta con un pozo gravitatorio gigantesco. Es como si te sumergieras de golpe en un pozo en el centro de una estrella.

Interlocutor: ¿Esta puerta dimensional es fácilmente perceptible?

Ron Hubbard: No, porque va cambiando constantemente de altitud y latitud.

Interlocutor: ¿En el plano físico alguien lo sabe?

Ron Hubbard: No, nadie lo sabe.

Interlocutor: ¿Es muy grande ese pozo gravitatorio?

Ron Hubbard: No, muy grande no, alrededor de veinte o treinta metros solamente. Lo que ocurre es que a veces no está a ras de la superficie sino a una determinada altura y entonces no afecta a los que van caminando por allí. Puede permanecer un siglo a varios metros de la superficie.

Interlocutor: Entiendo. ¿Y qué función cumple?

Ron Hubbard: Ninguna. Son vórtices de energía.

Interlocutor: ¿Algo más para agregar?

Ron Hubbard: No, eso es todo.

Interlocutor: Fin del tema.