por César

Lifter o levitador

El Lifter (Levitador)
Agradecimientos: Para Black-Tiger, diseñador de la fuente sin su ayuda este proyecto no hubiera sido posible, gracias por las horas de paciencia y felicitaciones por el diseño anda fenómeno. A Drearta, Armac, Zoco que pusieron su granito de arena. Todos de DTForum gracias muchachos.Un poco de teoría:
Este ingenioso dispositivo que en si no presenta mayores dificultades de construcción porque es muy simple, esta basado en un capacitor asimétrico, una de las placas en la practica es un delgado hilo de cobre de superficie casi despreciable frente a la otra placa que esta hecha con papel aluminio de horno. El efecto de levitación se produce por un intenso viento iónico que se desprende de la placa superior del capacitor (el alambre delgado) y que es atraída hacia la otra placa.
Si bien el dispositivo es muy fácil de hacer requiere para que flote al menos 25 a 30Kv para que haya suficiente fuerza de “despegue”, por lo que la fuente de alta tensión debe ser mas o menos elaborada.Construcción:
Levitador
En mi caso he armado el levitador con madera balsa siguiendo las indicaciones del siguiente documento, salvo que los lados son de 17 cm en lugar de 20 como allí indica y estan hechos como dije antes de madera balsa, la altura de los parantes es la misma y el ancho de la banda de aluminio es de 4 cm. El peso total del aparato resulto ser de 2.8 grs.

Tuve en el transcurso de la experimentación con los modelos, un “Roswell”, un modelo un poco mas pequeño que construí en el trayecto se prendió fuego antes de despegar en unos de los parantes de madera balsa (ver foto)

también los que han visto en el video del vuelo “bautismo” habrán notado la descarga de arcos en el transcurso del mismo, eso se debe a aristas y pequeñas puntas en el papel de aluminio que hacen de pararrayos y rompen el dieléctrico de aire, esos son efectos no deseados porque pueden provocar lo que a mi me pasó que se incendie o se corte el hilo superior. Pienso, aún no lo he experimentado pero armar el lifter con pajitas de gaseosa debe contribuir a una mejor aerodinámica del modelo seguramente algún experto en aeromodelos podría confirmarlo, también el borde redondo del cañito plástico disminuye las aristas más o menos filosas que quedan en los bordes de la madera balsa.

https://skydrive.live.com/redir.aspx?cid=193fe918d2722775&resid=193FE918D2722775!477&parid=193FE918D2722775!476

La Fuente Black-Tiger 30KV
Bueno el diseño fue hecho por Ángel por eso lleva su nombre (nick),
es un generador de pulsos con un integrado 40106 que puede ser variado atravez de un potenciómetro, esto es fundamental a la hora de las pruebas ya que el pote regula desde prácticamente 0 a máximo voltaje. Además del integradito lleva un transistor exitador común BD135 que ataca la base del transistor final un BU208A que debe estar disipado ya que levanta algo de temperatura. El corazón de la fuente es un flyback de televisor a color, en este caso usé el 154 177j ,

creo que es condición sin ecuanón que así sea, he probado varios otros flyback de TV B/N sin los resultados adecuados. La fuente que alimenta todo el conjunto lleva dos devanados uno que entrega 75v DC a 1 A para alimentar el Tr final y otro que es de 12v 200 mA que alimenta el integrado y el exitador.
El circuito tal como esta funcionando es el que se expone a continuación, para mas comodidad de alguno que quiera experimentarlo se adjunta el diagrama de circuito impreso.

Además de esto otra cosa necesaria para volar es un condensador de altísima aislación, en electrostática llamado jarra de Leyden, en este caso lo he hecho con una botella plástica recubierta la parte externa por papel de aluminio de cocina hasta mas o menos unas dos terceras partes, en el interior la he llenado con agua salada y unas gotitas de detergente como tensioactívo para mejorar la adherencia a las paredes en la parte superior en el tapón que va agujereado penetra hasta el seno del líquido un alambre de cobre mas o menos grueso que sobresale unos 20 cm hacia fuera, esto nos va a servir para que el alambre superior del lifter quede en el aire sin que haya peligro que se ponga en corto cuando el viento iónico comienza a soplar.
Fotos de la fuente ya terminada

Este condensador es indispensable, tiene alrededor de unos 350 pF y hace que la fuente se vuelva muy peligrosa para el operador, una descarga puede ser MORTAL así que ojito, si te va a decidir emprender este proyecto debe ser con alguien que este habituado al manejo de altas tensiones y cuando se hacen las pruebas no estar nunca solos.El Vuelo
Una vez que hemos probado la fuente y todo funciona, se conecta el positivo del flyback al punto superior del capacitor de alta aislación y el negativo o masa va conectado al aluminio con un alambre fino y se adhiere con un trozo bien chico de cinta. En las tres puntas del lifter se pegan con trocitos de cinta unos hilos que van a ser los sujetadores para que estabilizar y evitar que se nos escape el levitador, por otro lado el vuelo es bastante irregular en el primer videito puede verse que sale despegando para un lado, en el segundo video ya he mejorado la posición de los sujetadores y es mas prolija la cosa.
Una cosa muy llamativa es el ruido, había leido que no eran tan ruidosos pero en mi caso al menos es muy fuerte, tal vez mejorando la aerodinámica del diseño eso disminuye.

Primer vuelo

Paneo de fuente y un vuelo mas prolijo
Para mas detalles se puede revisar el hilo;
http://www.dtforum.net/index.php?topic=41933.0

01.19.08

por César

Diez pruebas con bobina de Tesla y fuentes de alta tensión

Como he hecho anteriormente con GVG y Wimshurst, presento ahora 10 pruebas con Bobina de Tesla y fuentes de AT, entendiendo por estas últimas los archiconocidos circuitos hechos con flyback de TV. (En este mismo blog esta la descripción de una de ellas)

ADVERTENCIA

Quiero aclarar que estas pruebas no deben ser realizadas por personas sin conocimientos y adiestramiento para manejo de altas tensiones, puede ser MORTAL, acá la cosa ya no es inofensiva como en los casos de GVG y Wimshurst, un descuido y puede ser catastrófico. Por otro lado es importante para los que igual van a realizarlas, no trabajar solos, siempre al menos dos personas. Tener en cuenta que aún desconectadas de la red estas fuentes son peligrosas porque quedan condensadores cargados suficientes para causar un paro cardíaco. Si se va a trabajar con alumnos los riesgos son mayores aún, sabemos los profes que ellos son impredecibles y en cualquier momento tenemos un accidente, trabajar siempre detrás de cerco que no permita que ellos accedan fácilmente a los aparatos, bueno ya saben todas las precauciones son pocas.

MUCHO CUIDADO CON ESTAS PRUEBAS

Agradecimientos: A DavidFL que esta siempre colaborando y tirando ideas Gracias Dave!!!.

Energía eléctrica sin hilos. (Bobina de Tesla)

Se conecta la bobina a la batería y se acerca un tubo de bajo consumo, que en los alrededores de la bobina se prenderá sin ninguna conexión eléctrica a la bobina.

La idea de Nicolas Tesla era dar energía a todo el mundo usando un sistema sin cables.

He reducido a la mitad la potencia de la bobina de Tesla para que no salten arcos espontáneamente y de esa manera pueda verse mejor el fenómeno

Lámpara de plasma. (Fuente de AT)

Para este experimento necesitamos de una bombita eléctrica del tipo con filamentos, puede ser quemada. Tocamos el electrodo superior de la bobina con el contacto central del foco y veremos arcos de plasma en el interior del mismo que van a los lugares donde en el vidrio tenemos sujeta a la bombita

Electretos (Fuente de AT)

Esta prueba y otra de este mismo artículo esta inspirada en material de una excelente página del profesor Luiz Ferraz Netto

www.feiradeciencias.com.br la que recomiendo enfáticamente.

Los electretos son similares a los imanes, pero en electrostática, la explicación es que si a un material en estado líquido se lo somete a un fuerte campo eléctrico se producirá un reordenamiento de las cargas, el hecho es que si ese líquido se solidifica siendo sometido a ese campo las cargas quedan ordenandas y el material por tanto polarizado.

Para realizarlo es necesario contar con un electroscopio electrónico, muy sencillo que se fabrica con un FET MPF102 de otra manera nos será muy difícil visualizar el efecto. http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_35.asp

Se procede de la siguiente forma, se toma cera de depilación y se la licua a baño maría, mientras se prepara un recipiente que en el fondo tendrá una placa de aluminio conectada a uno de los electrodos de la fuente, se vuelca la cera líquida en el recipiente y sobre la cera caliente se coloca otro electrodo que esta conectado a la fuente de AT, se pone en marcha la misma y se deja unos 20 minutos hasta que la cera se haya endurecido completamente, luego se saca esta cera del molde y se verifica la polaridad de la misma con el electroscopio.

La primera imagen muestra el electroscopio electrónico con su batería, le he puesto un tubo de vidrio como mango, en la segunda foto el dispositivo armado, el molde de acrílico, apoyado sobre una chapa de aluminio conectado a un elctrodo de la fuente y en la parte superior un disco de aluminio en el que apoya el otro electrodo de la fuente de AT es el que tiene el terminal esférico de bronce.

Para ver el circuito del electroscopio visitar el siguiente sitio http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_35.asp

Aca va un videito

Jaula de Faraday (Bobina de Tesla)

Si se dispone de una bobina de tamaño mas o menos grande, de las que descarga en forma espontánea arcos, mejor, más espectacular será. Se coloca una jaula con un animalito dentro, esa jaula conviene apoyarla sobre alguna mesa metálica y se la acerca lo suficiente como para que la bobina al encender descargue sobre la jaula. Después del rayo el animalito debe salir vivo

Efecto corona como una foto Kirlean (Fuente de AT)

Este experimento requiere de un dispositivo armado con dos vidrios de unos 10 por 15 cm se le hace un marco al mismo y se sella en forma hermética con siliconas o algún adhesivo, en el interior lleva un electrodo de cobre, se llena el dispositivo con agua salada y se lo sella para que no haya derrames.

El alambre que hace de electrodo se conecta al electrodo central de la fuente de AT luego se acercan diversos objetos, como hojas monedas insectos etc que hagan contacto con un cable a tierra, se ve un hermoso efecto corona, parecido a una foto Kirlean pero sin necesidad de papel fotográfico, en directo.

En mi caso como puede verse en las fotos la pantalla kirlean esta hecha con dos portas por lo que me permite solo pequeñas hojas y objetos.

La radiofrecuencia (Bobina de Tesla)

La bobina de Tesla fue precursora de la transmisión de radio sin hilos, Edison y Marconi se basaron en circuitos e inventos de Nicolas Tesla para ese invento

Con una radio portátil en las cercanías se enciende la bobina y puede escucharse a lo largo de todo el espectro un ruido que es producido por la bobina

La imagen en oro (Fuente de AT) Prueba sujeta a verificacion

Se toma una figura en papel y se perfora el contorno de alguna imagen en la misma con una aguja, bien seguidas las perforaciones, sobre esta imagen se coloca cuidadosamente un pan de oro, por el lado de debajo de imagen un papel blanco, en definitiva se hace un sanwich en el siguiente orden, pan de oro imagen papel blanco, este sanwich se lo coloca dentro de un condensador armado con dos cartones y papel aluminio del lado de afuera, se comprime bien agregandole un peso arriba y se le da AT a las placas del condesador, luego se desarma el dispositivo y se encontrará el contorno en oro en el papel blanco.

La Figura misteriosa en el vidrio (Fuente de AT)

Esta prueba es muy interesante, cuando un dieléctrico en un condensador es sometido durante el suficiente tiempo a una AT, las cargas se reordenan, y se produce como una memoria en el material, esto se llama electreto, es como un imán electrostático.

Se toma un vidrio de unos 10 x 10 cm, en la parte inferior se pone un trozo de aluminio de unos 5 x 5 cm, conectados a un hilo de cobre, en la parte superior del vidrio se coloca una moneda o una figura metálica de menor tamaño que la plaquita de aluminio, una cruz o una estrella. Luego se conecta a pa fuente de AT , si apagamos la luz veremos efecto corona alrededor de la figura, se deja entre 10 minutos y media hora conectado. Luego se desarma el dispositivo. Si uno exala aliento sobre el vidrio vera nítida la figura, este fenómeno dura mucho tiempo, hasta meses.

El pistolón de volta (Fuente de AT)

Este ensayo es muy lindo y entusiasma mucho a los chicos, se prepara con una botella plástica PET de ½ litro, a la que se le pone un tapón de goma a presión, que será la bala del pistolón, en la parte del fondo del PET se le ponen 2 tornillos cuyas puntas deben quedar separadas unos 5 mm, esos tornillos serán usados como electrodos, en el interior de la botella se agregan tres o 4 gotas de alcohol y se agita se deja unos minutos y luego se da AT a los tornillos y pumm!!!! Ojo donde se apunta Esta experiencia es muy interesante para explicar el funcionamiento de los motores a explosión

Sujetar bien el frasco o PET, no olvidar el principio de accion y reaccion

10. La escalera de Jacob (Fuente de AT)

Es una experiencia fácil he interesante, con dos conductores que se abren en V se aplica a cada uno uno de los terminales de la fuente de AT, se verá que el arco se forma en principio en las partes mas cercanas y luego comienza a subir hasta las puntas dando un efecto muy bonito. La explicación es el aumento de conductividad del aire a medida que se ioniza y permite la formación de arcos cada vez mas largos. Esta prueba es conveniente hacerla con corriente alterna.

06.10.07

por César

Modificaciones a la bobina de Tesla

La bobina primaria: hubo que hacerla plana porque los arcos se subían por las paredes de la bobina alta, nunca pensé que fuera tan difícil hacer una espiral.

Primero hay que conseguir alambre de cobre bastante grueso o mejor caño de cobre, en mi caso alambre de 2 mm, es reciclado y estaba como acerada, no adoptaba la forma, la solución fue calentarla al rojo en la cocina, una vez fría se puso maleable y bien domesticable. Para que la espiral quede medio con la forma tomé dos planchas de madera y al centro le puse un disco de terciada de 2 mm con un diámetro un poco mayor que la bobina secundaria, formando un sándwich con el disco al medio, ahí fui enroscando el alambre, luego desarmé y quedo un enredo mas o menos, asi que con clavitos como se ve en la imagen fui dándole forma, por debajo puse dos trozos de acetato en cruz, una vez terminada sobre el acetato soldé con la pistola para plástico cuatro costillas una vez duro, recién saque los clavitos, con mucho cuidado levanté todo y despegué el acetato, reforzando de ese lado con mas soldadura plástica, Todo el conjunto esta montado sobre unas cuñas de acrílico, para que quede algo cónica, con el centro hacia abajo, también sobre las cuñas agregué soldadura plástica.

Bobina secundaria: esta parte no fue modificada, como tampoco el toroide o sombrero

Condensador: Bien esos dos adefesios que se ven en la fotografía son condensadores de alto aislamiento caseros, están hechos con acetato y papel de aluminio para horno de cocina, además tienen 4 placas de chapa de aluminio de 1 mm de espesor son las que cierran aprisionando todas las demás placas de papel aluminio, cada condensador tiene 36 placas de 9 x15 cm de aluminio y 36 de acetato de 12,5 x 18,3 cm, las hojas de acetato se doblan al medio quedando como un librito donde se coloca cada placa de aluminio, primero se pone una de aluminio grueso hacia la izquierda luego otra de aluminio grueso hacia la derecha, luego empezamos con la primera de papel finito hacia la izquierda y asi vamos colocando una sobre otra una a la derecha y la que sigue a la izquierda, las dos últimas placas son de aluminio grueso van en orden hacia derecha e izquierda respectivamente. Esa pila de aluminio y acetato se prensa con dos maderas y sendos tornillos, cada condensador tiene unos 19 nF de capacidad y una muy buena aislamiento ya que cada capa de aluminio esta separada por dos capas de acetato. Para terminarlos se agujerea cada costado de los aluminios y se ajusta con mínimo 3 tornillos por cada lado.

Spark gap : como estoy dispuesto a darle mas potencia de alimentación fabriqué otro chispero a motor mas robusto y con mas RPM, no voy a dar mayores detalles porque la fotografía es bastante explícita. Según recomienda el PFDC de científicos aficionados conviene que el eje transversal y los dos contactos sean de wolframio, un material que se usa en electrodos de las soldadoras TIG (Tungsteno Gas Inherte) yo por ahora lo hice de acero.

Fuente de alimentación : acá se ha variado también, ya no se alimenta con corriente alterna sino que para poder elevar el voltaje se rectifica y se multiplica con un triplicador, fabricado con condensadores de microondas 1,02 MF 2200 v, también se agrega una inductancia hecha con 6 transformadores de 220 a 12v 1A, también puede verse en la imagen. Por ahora no daré mas detalles de ésto hasta que este con el transformador definitivo, uno de microondas.

El diagrama de la bobina tomado de http://www.cientificosaficionados.com/tesla/tesla1.html

04.30.07

por César

Otra bobina de Tesla

Esta bobina ya no es como la que presenté en otra parte del blog, Ésta es más parecida a lo que Nicolas Tesla inventó. Se trata de un circuito simple que trabaja con corriente alterna (las hay que trabajan con continua también), lo difícil de ésto es conseguir el transformador para alimentarla, yo tuve la suerte de encontrar en un desarmadero una fuente de fotocopiadora que genera unos 2200 voltios a 15 o 20 mA. Con esta fuente logré arcos de hasta 10 cm de largo, no es ninguna barbaridad, pero suficiente para impresionar y hacer algunas pruebas interesantes. Hay unos transformadores de carteles luminosos de neón que se adaptan perfecto para esto y tambien los transformadores de los hornos microondas El circuito se puede ver en la figura 1, consta de un transformador de AT de 2000 o mas voltios un condensador y dos bobinas, una de pocas espiras y otra de más de 1000 vueltas.

Datos de la construcción:

La bobina de muchas vueltas esta realizada sobre un caño plástico de 7,5 cm de diámetro y 50 cm de alto, con alambre de 0.30 mm de diámetro, entraron alrededor de unas 1300 vueltas, cuanto más tenga, mejor, esta bobina esta fijada a la base con un tornillo tipo para chapas, en la parte superior el alambre esta conectada a una base de aluminio (restos de una licuadora). Ver foto. A esta bobina conviene darle dos o tres manos de barniz para que quede bastante rígida y aislada.

El Toroide: Las bobinas de Tesla llevan en la parte superior un “toroide” que no es más que un anillo metálico hueco, esta construido con un caño de aluminio que viene especialmente para uniones de extractores, tiene la apariencia de un acordeón y puede manipularse muy fácilmente, así que con paciencia se hace el anillo toroide. La función es la de darle una capacidad a la bobina larga. Si se dispone de un generador de señales y un osciloscopio puede medirse la frecuencia de resonancia de la misma, esto es importante a la hora de ajustar para que tenga el mayor rendimiento y que genere las chispas mas largas posible, si no se dispone igual a ojo se podrá hacer el ajuste.

La bobina de pocas vueltas esta concéntrica con la otra, debe llevar un buen aislamiento entre ambas bobinas porque sino se van a producir arcos entre ambas, en mi caso la fabrique con un trozo de caño de pvc al que corté para adaptar al diámetro de la otra bobina, sobre esta forma se arrollan con alambre grueso desnudo, es decir sin aislamiento (Se le quita el baño de barniz si es necesario), en mi caso use alambre de 1.5 mm. Las espiras deben estar separadas lo suficiente para poder prender en el alambre una pinza cocodrilo. Esta bobina tiene que tener entre 10 y 15 vueltas de acuerdo con el condensador de que dispongamos.

El condensador: Yo usé el mismo que venía en la fuente de fotocopiadora tiene una capacidad de 12.5 nF, también puede hacerse en forma casera con aluminio y papel de acetato como aislante o dieléctrico.

El explosor: se fabrica con dos tornillos con sus tuercas enfrentados por sus cabezas y montados en unas “L” de bronce o algún otro metal Ver foto.

En este explosor se produce una chispa intermitente cuando conectamos a la red el transformador, el capacitor se va cargando hasta que se produce la ruptura del dieléctrico que hay entre los dos tornillos, o sea el aire y se descarga el condensador, empieza a cargarse nuevamente hasta que ocurre nuevamente la chispa, este arco tiene un muy amplio espectro de radiación, de hecho que estos circuitos provocan una alta interferencia en los alrededores, en radios, TV, teléfonos etc. Así que ojo, no abusar de su uso porque los vecinos pueden enojarse. Esa radiación se ve amplificada por la resonancia de la primera bobina la de pocas vueltas y alta capacidad y se produce un traspaso electromagnético a la segunda bobina incrementándose el voltaje por la cantidad de vueltas, como cualquier transformador.

Tambien el explosor puede hacerse con un motor y un cilindro aislante al que se traspasa con un una varilla de hierro, se colocan dos escobillas que se ponen en corto dos veces por cada giro del motor.

10.16.06

por César

Bobina de Tesla con flyback (fuente de AT)

Este dispositivo puede armarse con poco esfuerzo, tiene media docena de componentes fáciles de conseguir, el alma del mismo es un transformador de alta tensión que se encuentra en los televisores y monitores, tanto a color como blanco y negro, en la jerga técnica le llaman flyback

El del medio es de un TV a color da tensiones mucho mas altas que los otros que son TV blanco y negro

El circuito tomado de internet http://www.cienciafacil.com/tesla.html es el siguiente:

Para una mejor visualización

Al flyback que consigamos le haremos dos arrollamientos nuevos, uno de 5 vueltas y otro de 3 vueltas.

Estos son todos los materiales, el transistor es económico y lleva un disipador de calor de aluminio, las resistencias son cerámicas y he agregado un ventilador de fuente de PC.

A mi fuente la he puesto en una caja de plástico transparente y también agregue un LED rojo que indica cuando esta prendida.

Se puede alimentar con una batería de coche de 12v o con una fuente de corriente continua con tensión de 12 a 24v, proporciona alrededor de unos 10.000 voltios así que mucho cuidado da descargas muy fuertes.