PROYECTO DE FISICA 2010-2011

PROYECTOS DE FISICA LIDO.: CARLOS QUILLIGANA

2010 -2011 -2011

PROYECTO DE FISICA # 1 TEMA:BOBINA TEMA: BOBINA DE TESLA

1. INTRODUCCION 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 eléctricos. Su nombre se lo debe a Nikola Tesla, un brillante ingeniero que vivió en la segunda mitad del siglo pasado y a principios de éste y que en 1891, desarrolló un equipo generador de alta frecuencia y alta tensión con el cual pensaba transmitir la energía eléctrica sin necesidad de conductores. 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. 2. OBJETIVOS El objetivo principal de este proyecto es demostrar la carga de energía que nosotros nosotros podemos producir producir mediante la bobina. bobina. Aunque Tesla es el inventor de la corriente trifásica y de los motores de inducción, que mueven en el presente todas nuestras industrias. La Bobina de Tesla causa gran impresión por su espectacularidad y provoca interés por conocer su funcionamiento; una excelente manera de comprenderla y disfrutarla resulta mediante la construcción de una bobina propia.

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3. CONCEPTOS BÁSICOS y

Capacitor o condensador Un capacitor está compuesto de dos placas metálicas separadas por un dieléctrico. Su función es almacenar cargas eléctricas. El material aislante que separa las placas se llama dieléctrico y generalmente se usa aire, vidrio, mica, etc. Si dos placas cargadas eléctricamente están separadas por un material dieléctrico, lo único que va a existir entre dichas placas es la influencia de atracción a través de dicho dieléctrico.

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Capacidad eléctrica

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Se define como la propiedad que tienen los capacitores de almacenar cargas eléctricas. La unidad fundamental de la capacidad es el farad o faradio (F); los submúltiplos de esta unidad son los microfaradios (millonésimos de farad), picofaradios, etc. Inductor o bobina Descripción: Si tomamos un conductor, por ejemplo un alambre y lo enrollamos, formamos una bobina; si hacemos que fluya una corriente por ella se establecerá un poderoso campo magnético equivalente al que tiene una barra de acero imantada, con sus polos norte y sur. Es posible demostrar que el flujo de corriente que pasa por un conductor está acompañado por efectos magnéticos: la aguja de una brújula, por ejemplo, se desvía de su posición normal, norte-sur, en presencia de un conductor por el cual fluye una corriente. La corriente, en otras palabras, establece un campo magnético.

Si ahora hacemos que por dicha bobina circule una corriente alterna (en la que los electrones cambian de dirección) de alta frecuencia (radiofrecuencia), se establecerá un campo magnético variable. Si en presencia de dicho campo magnético variable colocamos otra bobina (bobina secundaria), en esta se "inducirá" una corriente eléctrica similar a la de la bobina primaria.



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Inductancia eléctrica

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Se define como la propiedad de una bobina que consiste en la formación de un campo magnético y en el almacenamiento de energía electromagnética cuando circula por ella una corriente eléctrica. La unidad fundamental de la inductancia es el Henry (H); los submúltiplos de esta unidad son los milihenry (milésimas de henry), microhenry, etc. Frecuencia

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Es el número de oscilaciones o ciclos que ocurren en un segundo. La unidad fundamental de la frecuencia es el Hertz (Hz) y corresponde a un ciclo por segundo. Radiofrecuencia

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Se le llama radiofrecuencia a las corrientes alternas con frecuencias mayores de los 50,000 Hz. Oscilador

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Es un circuito electrónico capaz de generar corrientes alternas de cualquier frecuencia. Frecuencia natural Todos los objetos elásticos oscilan cuando son excitados por una fuerza externa (una barra metálica al ser golpeada oscila, emitiendo un sonido característico). La frecuencia a la que un objeto elástico oscila libremente es llamada su frecuencia natural de oscilación. Si a dicha barra oscilante acercamos otra barra idéntica, la segunda barra comenzará a oscilar a la misma frecuencia, excitada por la primera; esto es que la segunda barra habrá resonado con la primera. En el caso de las oscilaciones electromagnéticas, se presenta el mismo fenómeno que es justamente el hallazgo realizado por Tesla y aplicado a su bobina. Tesla construyó un circuito oscilador (un capacitor conectado en paralelo con una bobina ) que llamó primario y a él acerco una bobina secundaria cuya frecuencia natural de oscilación fuese la misma que la del circuito primario; de la relación de vueltas entre el primario y el secundario depende el voltaje obtenido.


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Ar í lo Botella de plá ti o, de alcohol o de a a destilada de un litro ( 8 1 cm de diám. x 20 cm de alto) 100 mts. Alambre de cobre esmaltado calibre 22 3 mts. Alambre de cobre forrado de plástico calibre 8 2 mts. Cable dúplex calibre 16 T ransformador pri 125V , sec 1500 V olts 50 V o lts-Ampere (VA) 1 30mA (tipo Tesla) 2 Cla i as 1 Foco de 100w a 125 volts 1 Receptáculo para el foco 1 Interruptor de un polo, un tiro para 125 volts 1 Rectángulo de triplay de 19mm por 20 cm por 44 cm. 1 Rectángulo de triplay de 19mm por 7 cm por 15 cm. 1 Rueda de triplay de 19mm y 15cm de diámetro 2 Tornillos de cabeza de coche de 1/4" de diámetro por 2" de largo 4 Tuercas para tornillos de 1/4" 2 Rondanas para tornillos de 1/4" Pi as f i adoras de 1/8 x 1/2" 8 2 Pi as f i adoras de 5/32 x 3/4" 4 Pi as f i adoras de 1/8 x 1" 4 Pi as f i adoras de 3/16 x 3/4" Pi a f i adora de 3/16 x 2" 1 4 Tornillo de 10/32 x 1/2" 4 Tornillos de 3/16 x 1 y 1/2" Hojas de acetato para copias tama o carta 6 2 Vidrios de 10x10 cm y 3mm de espesor Papel aluminio 1 mt. 4 T iras de madera de 2 x 1cm x 15 cm de largo 1 Ángulo de aluminio de 2.5 x 2.5 x 12.5 cm de largo calibre 22 1 Ángulo de aluminio de 4 x 3 x 8 cm de largo calibre 18 ó 20 1 Lámina de aluminio de 7 x 8 cm calibre 26 ¤

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ota: El signo de pulgadas se denota con ". Algunos de los materiales en la lista tienen clave y en el desarrollo la letra viene entre paréntesis indicando el material correspondiente. N

5. Herramienta necesaria y y y y y y y

Desarmador plano y de cruz Pinza de corte y pinza de punta Tijeras Regla graduada Taladro Arco y cegueta Lija

6. Desarrollo Y Construcción A 0.5 cm de la parte superior de la botella de plástico, se hacen 3 orificios pequeños separados 1 cm; en el otro extremo se hacen solamente 2 orificios. En uno de los extremos se mete el alambre de cobre alibre 22 y se enrrolla de forma continua hasta llegar al otro extremo, dejando 20 cm de alambre al inicio y al final y se hace una pequeña bobina en el extremo superior (electrodo). Con el alambre de cobre calibre 8, se hace una bobina (L1) de 12 cm de diametro con 6 espiras, dejando 8 cm al inicio y 20 al final.

A (C) se fija la botella con una pija larga ( 3/16 x 2") que pasa hasta (B), esto se puede hacer inscrustando la pija desde la parte posterior de la base rectangular (A). Sobre la bobina de la botella se coloca la bobina de pocas espiras. Se corta el (F) a la mitad para obtener dos pequeños ángulos de igual medida. Se hace un orificio de 1 /4" a 2.5cm de altura en la parte de 4cm de largo de cada ángulo. En cada orificio se coloca un tornillo (cabeza de coche) con una tuerca y se le pone la roldana con la otra tuerca. Los ángulos se fijan a (B), esto se hace colocando 2 pijas de 1 /8 x 1 /2" en las partes no perforadas de ambos ángulos. Estos se fijan con una separación de 3cm de tal forma que las cabezas de los tornillos se encuentren y estos se ajustan hasta una separación aproximada de menos de 1mm para que se produzca la chispa. Esto nos va a SEXTO FISICO MATEMATICO FM 2


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servir como un explosor (EX), el cual se fija a (A) con las pijas de 1 /8 x 1" (! Cuidado con tocar las puntas del secundario del transformador, cables rojos ¡). No conectar hasta el final.

7. Construcción del capacitor

Se cortan las hojas de acetato en cruz y quedan 4 hojitas iguales de 1 4 x 10.7 cm. Se cortan 11 rectángulos de papel aluminio de 9 x 15 cm. Se colocan dos rectángulos de acetato y encima de estos un rectángulo de papel aluminio, este último se coloca de manera que sobresalga 4 cm por el lado más corto del acetato.

Enseguida se colocan otras dos hojitas de acetato y encima de estas otro papel aluminio de manera que también sobresalga 4cm pero de lado contrario al anterior papel aluminio. Se coloca nuevamente otras dos hojitas de acetato y encima otro aluminio sobresaliendo 4 cm pero nuevamente del lado contrario que el papel aluminio anterior. Se repiten los pasos anteriores hasta acabar con las hojitas. A 1.5cm de cada extremo de (D) se les hace un orificio de 3/16". Se colocan dos (D) por encima de todas las capas a 3cm de los extremos de estas y las otras dos por debajo de las capas, de manera que los orificios de (D) coincidan. Se colocan los tornillos de 3/16 x 1 y 1 /2" en los orificios y se colocan las tuercas enroscándolas ligeramente.



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Se cortan (G) a la mitad y las partes resultantes se doblan a la mitad. Estas servirán como pasador para mantener unidas las placas de papel aluminio de cada extremo. Al (E) se le hacen dos orificios de 3/16" con una separación de 7cm. Se hacen otros dos orificios del lado no perforado para fijarlo a (A) con dos pijas. Se toma el capacitor se quitan dos tuercas de dos de los extremos de (D) y se meten los tornillos en el (E), procurando apretar el capacitor para que no se desbarate. Se enroscan las tuercas fuertemente. El capacitor debe quedar sujeto al ángulo (Ver fotografía).

Se cortan dos pedazos de 20 cm de largo del sobrante de alambre calibre 22; se lijan 4cm de los extremos de cada alambre y se colocan en los extremos del capacitor. Se conecta el capacitor (C1) a una de las puntas de la bobina primaria L1 (de alambre calibre 8) y la otra punta a una de las placas del explosor. Se conecta la punta inferior de la bobina secundaria L2 (la de mayor número de vueltas) a la otra placa del explosor. (Ver diagrama)



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Se fija el transformador T1 a (B) y los cables de salida del secundario, cables ROJOS de éste, se conectan a los ángulos que forman parte del explosor.

Se conecta la clavija al cable dúplex y este al receptáculo. Se une uno de los cables del interruptor (1) (INT) con el cable dúplex y el otro cable con una de las entradas del transformador T1 (cables negros), la otra entrada se conecta al receptáculo y se coloca el foco (F) de 100 (este foco servirá como resistor, como se ve en el diagrama esquemático) Se fija el receptáculo con las pijas. 

9. Ahora la Bobina de Tesla está lista para funcionar! * CUIDADO con tocar los cables ROJOS del transformador.

Selecciona en la imagen para ver el diagrama en grande:



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El transformador T1 carga al capacitor C1 y se establece una diferencia de potencial muy grande (alta tensión) entre las placas de éste. El voltaje tan elevado es capaz de romper la resistencia del aire haciendo saltar una chispa entre los bornes del explosor EX. La chispa descarga el capacitor C1 a través de la bobina primaria L1 (con pocas espiras) estableciendo una corriente oscilante. Enseguida el capacitor C1 se carga nuevamente repitiendo el proceso. Así resulta un circuito oscilatorio de radiofrecuencia al que llamaremos circuito primario. La energía producida por el circuito primario es inducida en la bobina secundaria L2 (con mayor número de vueltas) la cual es resonante a la frecuencia natural del primario, esto es, que oscila a la misma frecuencia en que está trabajando el circuito primario. El circuito oscilante secundario se forma con la inductancia de la bobina secundaria L2 y la capacidad distribuida en ella misma. Finalmente este circuito oscilante secundario produce ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia y voltajes muy elevados. Las ondas que se propagan en el medio hacen posible la ionización de los gases en su cercanía y la realización de diversos experimentos. 10. CONCLUSIÓN: Concluimos con la demostración de la elevación de voltaje gracias a la bobina de tesla. ¡CUIDADO! No acercar aparatos electrónicos a la bobina. La alta tensión de radiofrecuencia quema los circuitos transistorizados. El transformador y la bobina producen una tensión muy alta y por ningún motivo deben tocarse con las manos. ¡ATENCIÓN! Es preciso que las primeras pruebas y experimentos se realicen bajo la supervisión de un profesor o una persona mayor conocedora de los peligros que representan los altos voltajes. 11. BIBLIOGRAFIA:



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http://www .dgdc.unam.mx/fisilab1_b.html http://www .google.com/images?hl=es&q=la+bobina+de+tesla&um=1&ie=UT F8&source=univ&ei=K8pZTYrcK 4y 4tgfE0p3UCw &sa=X&oi=image_result_group &ct=title&resnum=5&ved=0CEUQsAQw BA&biw =1024&bih=578

PROYECTO DE FISICA # 2 1.-TEMA: CASA CON CIRCUITOS ELÉCTRICOS

2. OBJETIVO: Facilitar el estudio de circuitos eléctricos y por medio de esta casa a escala se puede explicar y observar varios puntos de este tema, como son: Estructura de un circuito eléctrico. Ubicación de focos en puntos estratégicos. Ubicación de enchufes en puntos estratégicos. Ubicación de circuitos en serie y circuitos en paralelo 3. MATERIAL: 4 tablas para maqueta (50x50 cm) y



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acrílico (45 x 24) y otra de (50 x 7 cm) 19 lets 2 pilas de 9 v Pinturas acrílicas de color crema, verde muebles a escala 1 a 50 1 bolsa de pasto artif icial Pinceles Cautín 3 metros de alambre

gel 1 clavo 4. DESARR LLO: Lo primero que hicimos fue hacer un mapa de escala con medid as de la casa. Después pasamos las medidas a una de las tablas y por consiguiente fuimos a una carpintería para que nos ay udaran a cortarlas. (T ambién se abrieron puertas y ventanas) Y a que se cortaron las tablas las pintaremos de pintura acrílica color crema uno de los lados, al terminar dejaremos que se seque para que se le de la segunda mano. (Se hará lo mismo con el otro lado de las tablitas)« continuamos tomando una de la segund a tabla la cual pintaremos de verde respetando el espacio donde ira la casa la cual corresponde a su piso que pintaremos de color ocre. (A esa tabla se le hizo un rectángulo que se corto para agregar la alberca la cual se pintara de azul y se agregará gel para darle el efecto agua) Y a que la cas a tiene un sótano se cort an 4 tabl as mas de 49.7 cm x 7 cm las cuales se pintaran de gris« Y a que se hayan secado cada una de las piezas seguiremos con el ensamble de estas pegándolas con UHU y en caso de que no quisiese pegar utilizaremos kola loka. Al momento que peguemos cada pieza debe coincidir con los planos de la casa para ev itar errores. Al momento en que estés seguro de que se haya secado lo que hicimos fue tomar los muebles y pegarlos en las habitaciones correspondientes (Ba os, cocina, sala de juegos, sala, comedor, cuartos, sót anos, etc.) Al f inalizar deja 1 hora para que se seque bien el pegamento. Y a que este seco el pegamento toma el pasto arti f icial y con el resistol blanco pégalas en las partes verdes que pintamos anteriormente. Toma el acrílico y ponlo como el techo en la casa y escoge los lugares donde v an a ir los lets. Toma un clavo enciende la vela y empieza a calentar el clavo para comenzar a perforar el acrílico (ya que el acrílico es plástico con el clavo caliente será f ácil hacerlo.) Nota: te recomendamos que cuando termines tomen un let y observen si entra en el orif icio y en caso de que no ent re utiliza las tijeras y empieza girar las tijeras como si fuera un desarmador (ya que las tijeras tienen f ilo hará el agujero mas grande) hasta que el orif icio coincida con el let. Aquí es donde comienza los mas interesante comienza la instalación y y

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eléctrica, es decir la colocación de los circuitos « toma los lets y el cable; enchufa el cautín a la corriente para que empiece a calentarse e iras viendo como van las conexiones en este caso la casa encenderá en circuitos en paralelos (16 lets) y en el sótano en serie ( 3 lets) y los iras soldando basándote si van en serie y en paralelo. Nota: fíjate bien en los lets ya que también tienen polaridad positiva y negativa. Si te equivocas puede que los circuitos no funcionen y /o enciendan. Ahora que terminaste puedes agregar un interruptor donde creas que es conveniente podría ser para el sótano, el baño, la cocina, etc. « Para finalizar utiliza las pilas de 9 v. y observa si encienden los circuitos

5. CASA CON CIRCUITO EN PARALELO ENCENDIDO

6. CASA TERMINADA

7.- RESULTADOS:

Realmente este proyecto experimental fue un gran reto ya que hacer encender cada uno de los lets para poder alumbrar la casa fue muy difícil ya que tuvimos que fijarnos en las polaridades; de estos lo increíble es que al final SEXTO FISICO MATEMATICO FM 2


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de todas esas quemadas, cortaduras que sufrimos los integrantes del equipo valió la pena ya que al fina logramos que encendieran cada uno de los lets en sus respectivas habitaciones «

8.- ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS: La casa que construimos tenia como objetivo ayudarnos a lograr entender todo esto referente a circuitos eléctricos, circuitos en serie y circuitos en paralelo ya que consideramos que es un factor importante para los seres humanos pero no solo esto si no que algo que cabe mencionar ahora es el desperdicio de energía eléctrica que hacemos nosotros lo seres humanos si tan siquiera tuviéramos un poco de conciencia para ahorrarla es por ell o que escogimos este experimento!!! Aunque al final logramos hacer encender cada una de las habitaciones de la casa y no solo eso si no que aprendimos muchísimo del tema ya que nos fuimos mas haya de eso porque aprendimos a instalar varios circuitos con mucho cuidado ya que los lets al igual que una pila, un foco, etcétera también tienen polaridad y eso es un factor que afecta los distintos tipos de circuito ya que si en un circuito en serie o en paralelo no haces bien las conexiones no encenderá o también tuvimos que cuidar las resistencias de estos ya que si se fundía un foco de nuestro circuito también habría errores « 9.- CONCLUSIÓN: Logramos aprender acerca de que es una corriente eléctrica, que son los circuitos en paralelo y circuitos en serie; además de cómo se aplican todo estos dentro de una casa 10.- BIBLIOGRAFÍA: LA MAGIA DE LA FISICA 3 Autor: Allier Rosalia Editorial: Mc Graw -Hill http: //adigital.pntic.mec.es /~aramo/circu/circu.htm http: //aula2.elmundo.es/aula/laminas /lamina116 4276815.pdf



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COLEGIO EXPERIMENT AL AMBATOµ PROY ECTO DE FISICA TEMA: La Bobina De Tesla MAEST RO: Carlos Quilligana

INTEGRANTES: - Rebeca Lascano -Moray ma Balladares -Gloria Lescano -Diana Camacho -Carmen Camacho -Alexandra Flores -María José Morrillo -Mónica Salazar CURSO: Sexto ESPECIALIDAD: Físico M atemático PARALELO: ´2µ

FECHA DE ENT REGA: Ambato, 15 de Febrero del 2011

A o-Lectivo #

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COLEGIO EXPERIMENT AL AMBATOµ PROY ECTO DE FISICA TEMA: Casa con Circuitos en serie MAEST RO: Carlos Quilligana

INTEGRANTES: - Rebeca Lascano -Moray ma Balladares -Gloria Lescano -Diana Camacho -Carmen Camacho -Alexandra Flores -María José Morrillo -Mónica Salazar CURSO: Sexto ESPECIALIDAD: Físico M atemático PARALELO: ´2µ

FECHA DE ENT REGA: Ambato, 15 de Febrero del 2011

A o-Lectivo $

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