Como hacer un rayo. Pulso electromagnetico PEM. Pararrayos

Hola gente, bienvenidos, hoy vamos a hablar de los rayos, esas magníficas descargas electrostaticas que se generan durante las tormentas electricas y vamos a generar un rayo en miniatura para estudiarlo, los rayos son fractales, por lo tanto estudiando una parte podremos conocer el todo. Tambien hablaremos en este video de PEM o pulsos electromagneticos y los pararrayos y veremos algunos experimentos

CIMG6271.JPG

En un video anterior les mostre como fabricar la maquina de wimshurst, en la i esta el link, estas maquinas producen entre los electrodos tensiones muy elevadas del orden de hasta los 100 Kv y generan el arco que no es ni mas ni menos que un rayo en miniatura y hoy lo usaremos como modelo y tambien para los experimentos.

Sigue leyendo

Anuncios

7 Experimentos con el generador de alta tensión. Wimshurst

Bueno el dia llegó, en este video por fin voy a mostrar los experimentos con el generador de alta tensión de wimshurst, que he venido postergando una y otra vez.

minia.jpg

Para los que me pedían que encienda un electrodoméstico o una luz con este generador les comento que el generador es de alta tensión, estamos hablando de 40 o 50 mil voltios el aparato es para hacer experimentos físicos con altas tensiones, cuando se inventó fue de gran ayuda para los científicos ya que no se podía tener esas tensiones con otros dispositivos, hoy veremos algunos experimentos muy históricos con el aparato, como generar rayos x , o cómo replicar el experimento de hertz.

Sigue leyendo

Experimento de Hertz, ondas electromagnéticas, radiofrecuencia

Vamos a hacer un experimento usando el carrete de ruhmkorff , si no vieron la  entrada donde explico como hacerlo les recomiendo que lo hagan pueden picar aca , es muy simple y dispondrán de una fuente de alta tensión muy útil para varios experimentos tradicionales de la física como el que vamos a realizar hoy.

Este experimento es un clásico de la física y es muy fácil de replicar,

Para no entrar crudos al experimento les voy a contar un poco la historia del mismo. Un científico James Clerk Maxwell una de las mentes mas brillantes de la época, estamos hablando de la década de 1860) elaboró una teoría que demostraba que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del mismo fenómeno, el campo electromagnético, pero era una teoría no se había podido demostrar prácticamente la existencia de las ondas electromagnéticas.

maxwell

Un profesor de física alemán Heinrich Rudolf Hertz se había entusiasmado mucho con la teoría de Maxwell  y empezó a trabajar para comprobar en el laboratorio esta teoría y en 1885 descubrió una forma práctica de producir ondas de radio y recibirlas por medio de un receptor muy rudimentario, precisamente este es el experimento que haremos hoy.

hertz

Para este experimento Hertz usó un carrete de ruhmkorff, unas varillas de cobre unas esferas metálicas chicas y otras mas grandes.

mesa

realmente hay que ser genio para explicar la teoría de Maxwell con dos alambres y una chispa un capo el tipo, no solo eso, después siguió con mas….

La explicación que Hertz dio sobre este experimento era mas o menos asi, el arco eléctrico entre las esferas chicas del emisor producía un campo electrico variable que debía provocar una perturbación magnetica en la zona, esta debía propagarse en todas direcciones,  eso es una onda electromagnética, si a su vez se colocaba en las cercanías un receptor de similares características que el emisor, este debía transformar esa onda electromagnética en corriente eléctrica, es decir entre las esferas del receptor debía producirse un arco.

Sin título

Hacer este experimento siguiendo exactamente las condiciones originales se torna dificultoso porque hay que dejar a oscuras toda la habitación y colocar en el aro una especie de lupa que permita ver el arco, lo vamos a hacer mas simple.

Los materiales a utilizar son

El carrete de ruhmkorff , unas latas de gaseosa, unos alambres de cobre y una lamparita de neón o bien el tubo de alguna lámpara de bajo consumo, no importa que este quemada, solo que el tubo debe estar sin roturas.

CIMG4019

Para empezar vamos a realizar unas perforaciones en las chapitas que sirven para abrir las latas y con un tornillo fijamos el alambre de cobre de unos 30 cm (puede hacerse mas corto si no tienen mucho espacio en las puntas de estos alambres podemos soldar dos bolitas metálicas chicas que pueden conseguir de herrajes que se usan en muebles de madera, tampoco son estrictamente necesarias si dejan el alambre pelado igual va a funcionar solo que a mi me gusta hacerlo parecido a lo que fue el experimento original. Si, es muy necesario colocar las dos latas de gaseosa porque estas harán de capacitor aumentando la intensidad de la chispa haciendo mas visible el fenómeno.

Las dos latas con los alambres los fijamos en un soporte plástico, use un cable canal en este caso y pegamos con la pistola de soldar plástico dejando entre ambas esferas chicas un espacio de unos 4 o 5 cm, a todo el conjunto lo pegamos en la tapa de una botella plástica que llenaremos de agua o arena para que quede  mas pesado el conjunto

CIMG4006

Para el receptor vamos a usar dos alambres de 42 cm que es el largo que tiene el alambre mas la lata de gaseosa, esto es importante, que tengan la misma longitud para que estén en resonancia, los arcos eléctricos emiten en anchos de banda muy grandes, lo pueden comprobar con una radio a transistores, escucharan una descarga que se extiende a lo largo de todo el dial, pero se amplificará en la frecuencia que resuene esa especie de antena que es el emisor, por eso cuanto mas cerca este la frecuencia del receptor de la del emisor mayor será el efecto. El montaje del receptor es parecido al emisor solo que no lleva latas ni esferas y la separación es de dos milimetros. Entre cada alambre vamos a colocar los terminales de la lamparita de neon o los de la lámpara de bajo consumo, estas últimas tienen 4 alambres, unimos 2 y 2 como se ve acá y cada par va a uno de los alambres.

Ahora vemos como funciona el arreglo

Otra variante que podemos hacer es colocar el osciloscopio entre los alambres que forman el receptor y ver el pulso, se puede usar el osciloscopio que usa la placa de audio de la PC, si pican en la ventana secundaria  hice un video que enseña como hacer este instrumento.

Bueno es todo, ya saben manita arriba, comentar suscribirse etc etc, Saludos y hasta la próxima

Radiografías caseras con lamparas de televisores

Hola, hoy les voy a mostrar un experimento al mejor estilo Rontgen cuando descubrió los rayos X.
Antes de que se dispongan a querer repetir este experimento quiero advertirles que estar expuestos a los rayos x es muy perjudicial para la salud ya que los mismos son radiaciones ionizantes y pueden afectar el adn de las células provocando daños irreversibles en el material genético, enfermedades como cancer, mutaciones y malformaciones, asi que mucho cuidado, esto esta mejor para ver que para hacer.

rontgen

 

Retrato artístico de Wilhelm Conrad Röntgen, primer ganador del Premio Nobel de Física.
https://es.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen
Para este experimento vamos a usar una maquina de winshurst casera, la misma que vieron en el experimento del ciclotron didáctico, tambien se puede usar la fuente que mostré para el lifter en lugar de la máquina electrostática, como a mi me gusta asi bien vintage usaré la winshurst, tambien necesitamos una lámpara antigua de televisión que es una rectificadora de alta tensión y era muy común en aparatos de televisión a lámparas de los años 1.970 y 1.980, su denominación es 1B3 y se puede comprar en ebay tambien he visto varias ofertas en mercadolibre por solo unos pocos pesos, tambien hay otros tubos que son muy emisores de Rx como el 2X2A, el…. , etc, casi todas las lámparas rectificadoras de alta tensión de TV antiguas tenían esta propiedad de emitir Rx.
Vamos a usar un contador Geiger que es un instrumento que puede medir las radiaciones ionizantes, se podría usar en su lugar tambien una placa radiográfica de las que usan los odontólogos, pero es mas gráfico el instrumento al menos para este video, ademas no me tengo que exponer tanto a los RX ya que inmediatamente se hace visible el fenómeno. De todas formas les voy a mostrar unas radiografías tomadas con este tipo arreglo que hice hace un tiempo.
Vamos con un poco de teoría, Como se forman los rayos X??
Si aceleramos un chorro de electrones con unas decenas de kilovoltios y los hacemos impactar con un metal, por ejemplo hierro, o molibdeno, cuando el electrón se desacelera al ingresar a las capas mas internas de estos átomos pesados se produce una radiación de frenado, esa radiación lleva un nombre difícil bremsstrahlung, que es lo que pasa en esas capas cercanas al núcleo, el electrón acelerado saca de la primera capa al electrón propio del atomo del metal y asi este átomo queda excitado e inestable, inmediatamente el electrón de la capa siguiente baja a ocupar la vacante que dejó el electrón de la capa K, cuando eso ocurre, emite energía en forma de luz de una determinada frecuencia, en este caso es una luz muy especial porque no la podemos ver con los ojos y es muy penetrante, capaz de atravesar cuerpos , son los rayos x

 

Untitled-3

Estos rayos pueden poner negros los papeles fotográficos y fueron una revolución para la medicina casi inmediatamente que se descubrieron, ya que es posible ver el interior de los cuerpos sin abrirlos, su estructura osea, fracturas etc.
Al ser radiaciones ionizantes sus características son muy similares a las radiaciones gama de los elementos radiactivos solo que estas tienen un origen nuclear y los RX tienen su origen en la corteza del átomo como les comenté antes.
Por ese motivo al ser ionizantes las podemos detectar con el contador Geiger como haremos en este caso.
Antes de hacer el experimento quiero mostrarles un tubo de rayos x comercial para que tengan una idea que hay en esa caja cuando nos apuntan para sacarnos una radiografía, este tubo se partído pero podemos ver los dos electrodos, el cátodo que tiene un filamento interno para mejorar la emisión de electrones y el ánodo que esta en chanfle para apuntar los rayos x es de cobre y tiene una placa de molibdeno donde choca el as de electrones, en algún momento voy a hacer un experimento con estos electrodos.

Bien, pasemos al arreglo para ver los rayos x generados con la maquina de winshurst, esta máquina es capaz de generar tensiones del orden 40 a 50 Kv, hace chispas de unos 4 o 5 cm.

Untitled-4

Como se ve es bien simple, los electrodos de la máquina de winshurst se conectan uno al casquillo superior de la lampara que es el ánodo y los terminales del zócalo se unen todos y se conectan al otro terminal del generador electrostático, no importa si no sabemos cual es el positivo y el negativo de la máquina de winshurst, igual va a funcionar.
Al contador geiger podemos ponerlo cerca del tubo, luego damos manija a la máquina y veremos que el geiger comienza a acusar radiación ionizante en los dos led del panel, ambos el amarillo y el rojo quedan prendidos permanente y el instrumento se va a fondo de escala, practicamente queda saturado.
Podemos hacer un arreglo para sacar una radiografía pero en ese caso recomiendo colocar la lámpara en un caño de plomo dejando solo un orificio de salida y en ese caso alimentar con una fuente de alta tensión durante unos 10 o 15 minutos y rajar para no quedar expuestos a los RX , con un tubo 2X2A y una fuente de 45- 50 Kv como la del lifter tomé estas radiografías

Untitled-5

La placa radiográfica se coloca debajo de lo que se quiere ver y luego hay que revelarla

Bueno eso fue todo por ahora, gracias por ver el video, manita arriba y suscribirse que es gratis, comentarios serán bienvenidos.
Saludos y hasta la próxima

Ciclotron didáctico demostrativo (reload)

Antes de empezar con el experimento quiero darles una idea de que es un ciclotrón  y para que sirve, desde 1930 con la invención del generador de Van Der Graaff los físicos han tratado de acelerar partículas cargadas para hacerlas chocar entre ellas o contra blancos sobre todo para estudiar la composición interna de esas partículas, cuando dos estas chocan a esas altísimas velocidades se generan un a cantidad de otras partículas mas exóticas que son la curiosidad de los cientificos y se ha abierto una núeva página de la fisica que es el llamado modelo estandar  donde se estudian las interacciones fundamentales  y su relación con estas partículas, seguramente habrán oído hablar del boson de Higgs  que es una partícula de estas cuya existencia fue confirmada en 2012 por los estudios que se realizan en el gran colisionador de hadrones  del CERN.

modelo standard

acelerador con vdg

Las partículas empezaron siendo aceleradas por diferencia de potencial, voltajes, pero manejar tensiones del orden de los megavoltios no es moco de pavo, asi fue que se inventó el ciclotón donde se combinaba una tensión alterna, radiofrecuencia, con un potente campo magnético, asi la partícula se inyecta en un dispositivo que esta formado por dos semicírculos huecos llamados Ds, estos semiciculos estan sometidos a un potente campo magnético constante, de esta forma la partícula al pasar de una D a la otra recibe una aceleración extra y como el campo es constante la partícula qe cada vez lleva mas energía se va abriendo describiendo una especie de espiral, después de unas 100 vueltas sale con una enorme energía, esto esta muy bueno porque no se requieren tensiónes muy altas para acelerar partículas de hecho en el laboratorio del CERN hay dos parientes del ciclotron que se llaman sincrotrones.

Cyclotron_patent

sps

Bueno ahora vamos al experimento

Materiales necesitamos

Una tulipa de luz o una ensaladera de unos 15 a 20 cm de diámetro

Papel aluminio

Una pelotita de ping pong

Tinta china

Cemento de contacto

Una fuente de alta tensión, usaré en este caso una máquina electrostática la maquina de winshurst, es casera, en su dia explicaré como hacerla, y también probaré con una fuente de alta tensión que usé en el experimento del levitador o lifter.

CIMG3551

Para empezar cortamos unas tiras de papel aluminio de 1 cm de ancho y unos 30 de largo a dos de ellas las pegamos en cruz  pasando por el centro de la base de la tulipa. Y en cada cuadrante justo a la mitad pegamos otra cinta dejando un espacio de 1,5 cm entre el centro y la punta, estas tiras tienen que seguir hacia el lado exterior de la tulipa mas o menos 2 cm, luego por la parte exterior pegamos otra cinta de aluminio que haga contacto con los 4 sectores.

A la pelota de ping pong la pintamos con tinta china para hacerla conductora

Listo, colocamos en el centro algo cilindrico de plástico y la pelota de ping pong,  y le damos tensión con la winshust
CIMG3539

Ahora probamos con la fuente del lifter

Por supuesto el mecanismo de aceleración de esta pelota es por atracción repulsión y el giro no lo da un campo magnético como en los ciclotrones sino la forma de la tulipa.

Bueno amigos eso fue todo, maniata arriba y suscribirse que es gratis, saludos y hasta la próxima.

Construcción y funcionamiento de un lifter ionocraft o levitador (Reload)

Hola, hoy vamos a hacer otro experimento con alta tensión, se trata de un levitador o lifter, este dispositivo es muy interesante ya que puede despegar y quedar flotando en el aire, se trata de un capacitor cuyas armaduras no son simétricas, una es solo un hilo muy fino de cobre y la otra una superficie bastante mayor de aluminio de cocina.

Si recuerdan cuando aplicábamos altos potenciales de voltaje a una punta o un filo se produce en un efecto llamado, efecto corona, donde el aire se ioniza mucho y provoca el una especie de soplido, el viento iónico, como puede verse en este experimento con una vela. Si a esos iones los dirigimos por medio de otro electrodo de signo contrario conseguimos un soplido constante capaz de elevar objetos livianos, como es el caso del lifter.

Para realizar este experimento es necesario contar con una fuente de alta tensión de corriente continua de unos 35 a 45 Kv, en esta entrada esta descrita la fuente, voy a experimentar una fuente mas simple que a su vez permita regular la alta tensión que es algo necesario para que el lifter despegue en forma suave y la pondré en otra entrada.

Hoy veremos como fabricar la nave en si, usaremos papel de aluminio y madera balsa, la que se usa para aeromodelismo, pegamento de cianoacrilato, cinta transparente y alambre muy fino de cobre que sacaremos de un cable.

Para empezar con el cutter cortamos la madera balsa de 1.5 mm de espesor:

3 tiras de 2mm de ancho por 180 mm de largo,

y tambien para las patas del levitador necesitaremos 3 tiras de 2 mm de ancho por 110 mm de largo

clip_image001

CIMG3314

A los 50 mm de las tiras de 110 hacemos una marca y con cianoacrilato pegamos una de las tiras de 180 mm en forma perpendicular

CIMG3347

Una vez que tenemos las 3 T armamos el triangulo de la siguiente forma,

CIMG3315

clip_image002

Hay que reforzar bien las uniones con pegamento

Cortamos una tira de aluminio de 565mm x 50mm

CIMG3318

La tira de aluminio la vamos a marcar a lo largo a los 40 mm, con un boligafo y en sectores de 185 mm dejando 5 mm al comienzo y 5 mm al final, además le haremos cortes un poco mas profundos donde van los dobleces, esto es para que si saltan arcos no se prenda fuego la madera balsa.

CIMG3319

Y cortamos como en el diagrama

lifter3

Una vez hecho esto se doblan las tres pestañas y se pegan sobre los listones largos

CIMG3320

El modelo tiene que quedar asi, ahora solo nos queda poner el alambre delgado a los 40 mm desde el borde del aluminio, sobre los listones mas cortos, tiene que ser muy fino este alambre, se puede sacar de algun filamento de este tipo de cables

En Uno de los listones se deja un hilo de cobre que sobre unos 30 cm será donde conectaremos el terminal positivo de la fuente

CIMG3330

Con un trozo de cinta transparente se pega otro filamento de unos 30 cm en el aluminio que será el negativo.

CIMG3331

Hay que hacer el modelo bien prolijo y que quede muy liviano. Este lifter tiene un peso de 2,23 gramos

CIMG3341

Para hacerlo levitar hay que sujetarlo a la mesa con 3 hilos, uno en cada pata, pegados con cinta transparente dejando mas o menos flojo para que pueda levantarse, si no se sujeta el lifter sale volando

Ojo que se esta trabajando con altos voltajes y si se suelta puede producir cortocircuitos y chispas

Bueno eso fue todo, marquen manito arriba y suscríbanse

Saludos y nos vemos.

Bobina de Tesla casera para demos. Tercera parte: el capacitor

Hola, esta  última entrada sobre la bobina de tesla para demostraciones, voy a mostrarles cómo fabricar el capacitor de alta aislación.

CIMG2451

Los materiales que vamos a necesitar son dos hojas de acetato de 55 por70 cm como estas, papel de aluminio del que se usa en la cocina, un trozo de cable de los que vienen con muchos hilos, cinta de embalar, un trozo de caño de PVC de 2 Cm de diámetro y 20 cm de largo, tijeras, pistola termo fusible.

CIMG2441

Lo primero es cortar las dos hojas de acetato en tiras de 13,5 por 70 de cada hoja nos van a salir 4 tiras, también vamos a cortar 4 tiras de papel aluminio de 9×63 cm a estas hojas de aluminio le vamos a pegar con cinta 3 hilos del cable con el excedente que salga hacia uno de los costados, hay que hacer esto en uno de los extremos de la tira.

CIMG2450

Ahora vamos a preparar el sándwich, se pone primero una hoja de acetato, sobre esta y bien centrada la primera hoja de aluminio con los hilos de cobra hacia la derecha, luego se colocan 2 hojas de acetato arriba y sobre estas otra hoja de aluminio esta vez con los hilos de cobre hacia la izquierda, sobre esta 2 hojas más de acetato y seguidamente otra hoja de aluminio con los hilos a la derecha, 2 hojas más de acetato y la última hoja de aluminio con los hilos hacia la izquierda por último se coloca 1 hoja de acetato. Con cinta se pega el tubo de pvc en el extremo donde están los hilos de cobre asegurando la cinta desde la primera hoja de acetato, así comenzamos a enrollar fuertemente cuidando que vaya parejo el armado, veremos que al terminar los acetatos no terminan juntos, se hace como una escalera. Asegurarnos con cinta para que no se desarme y luego le damos unas cuantas vueltas de cinta de embalar para asegurar el paquete.

Una vez terminado unimos los hilos de cada lado y con la pistola termo fusible rellenamos generosamente los dos extremos tratando que el plástico penetre bien entre los acetatos.

CIMG2453

CIMG2454  

Para asegurarnos que todo está bien medimos continuidad con el multímetro, no debe haber si todo está como debe, si disponemos podemos ver la capacidad de nuestro capacitor, debe andar por los 10 a 15 nF.

CIMG2447

Este capacitor puede soportar cerca de los 10000 voltios sin problemas y aunque parezca solo un poco de papel de aluminio y acetato enroscado cuando está cargado puede resultar peligroso.

CIMG2452

Bueno amigos con esto estaría completa la descripción de la bobina de tesla que han visto funcionando en estas entradas, tengan mucho cuidado con estos dispositivos t recuerden que si no tienen experiencia en el trabajo con altas tensiones esto puede resultar muy peligroso.

Si les gustó marquen like y suscríbanse al blog, saludos y hasta la próxima