¿Puede solaparse el cableado secundario de una bobina Tesla?

Question

Estoy construyendo una pequeña bobina tesla sólo como prueba de concepto utilizando un circuito bug-zapper. Desenrollé un poco de alambre de cobre esmaltado de un transformador y lo puse en mi tubo de PVC de 12 cm de longitud x 2 cm de diámetro y me di cuenta de que después de enrollarlo la primera vez, todavía me sobraba mucho alambre, así que simplemente enrollé una segunda y tercera capa de alambre secundario sobre la primera capa.

¿Está bien hacerlo? Cada otra bobina de Tesla que he visto no hace esto, pero ¿por qué no? Como yo lo entiendo, una bobina de Tesla es sólo un transformador y no debería importar si las bobinas se superponen, y sólo el número de bobinas debe importar, ¿verdad?

Answer 1

Una bobina de Tesla NO es un transformador. Es una estructura resonante que transfiere energía a través de una resonancia acoplada. Pensar en ella como un transformador es incorrecto.

Así que la respuesta a la pregunta de si está bien tener bobinados superpuestos es no, debido a la capacitancia añadida de los bobinados superpuestos y al acoplamiento capacitivo. Una bobina de Tesla se describe mejor como un resonador helicoidal de un cuarto de longitud de onda. Necesita un factor Q alto y el acoplamiento capacitivo de los devanados superpuestos amortiguará la resonancia, lo que dará lugar a un rendimiento inferior.

Actualización (2 años después me puse a ello...):
Debería hacer un diagrama algún día, aunque técnicamente no es 100% exacto, esta es una buena analogía. Piensa en una bobina tesla como un cable largo que refleja las ondas en el extremo superior hacia abajo. Cuando está en resonancia, cada vez que el paquete de energía llega a la base después de reflejarse desde la parte superior, se añade una nueva cantidad de energía al paquete haciéndolo crecer, y enviándolo de nuevo hacia arriba por la bobina.

Si hay un solapamiento excesivo de los cables, a medida que la onda de energía viaja a través del cable, parte de ella se pierde a través del acoplamiento capacitivo a otras capas del bobinado, y esos paquetes de energía perdida continúan, pero ahora fuera de fase, su reflexión no se alineará con el resto del paquete de energía principal. Esto amortiguará la resonancia mediante interferencias destructivas, etc.

Usted obtendrá una pérdida de Q no sólo de los devanados de lapeado, pero también si el material de la base del tubo que soporta el alambre es deficitario en RF, se capacitivly acoplar la energía fuera de la bobina. En algunos de mis trabajos he encontrado bobinas similares (dimensiones y longitud del cable, etc.) con tubos de cartón frente a tubos de polipropileno para el cuerpo principal pueden tener Q de 25 frente a 175. Eso significa que la bobina con tubos de plástico tenía una ganancia de voltaje adicional de 7x, y era muy notable.

Answer 2

Sinceramente, la respuesta de MadHatter es la que más se acerca a la correcta, aunque las bobinas de Tesla siguen SIENDO un tipo de transformador. Nadie más aquí parece entender, sin embargo, que las bobinas de Tesla son resonante por lo que no funcionan igual que los transformadores comunes con núcleo de hierro. El factor más importante para que una bobina Tesla funcione correctamente es que la bobina secundaria y el circuito LC de carga superior tengan la misma frecuencia de resonancia que la bobina primaria/circuito LC de condensador. Así se consigue una transferencia eficiente de energía del circuito primario al secundario. Poner demasiadas vueltas en el secundario añadiría demasiada inductancia (y auto-capacitancia) que el circuito secundario estará significativamente fuera de sintonía con el circuito primario. Obtendrá muy poca transferencia de energía entre los dos circuitos resonantes, causando que haya poca o ninguna salida. También se encontrará con los problemas sugeridos por MadHatter (la forma de onda será discontinua debido a la corriente que se induce en las partes equivocadas de la bobina). Quita todo el cable menos una capa y déjalo como está. A continuación, asegúrese de que el secundario resuena a la misma frecuencia que el primario. Puede utilizar la siguiente fórmula para calcular la frecuencia de resonancia:

donde 'f' es la frecuencia de resonancia, 'L' es la inductancia de la bobina, y 'C' es la capacitancia del sistema (el condensador tanque en el primario o la carga superior en el secundario más la autocapacidad de la bobina).

Haz el cálculo tanto para el circuito LC primario como para el secundario y asegúrate de que coinciden. De lo contrario su bobina de Tesla no funcionará en absoluto.

Si no coinciden, puede "sintonizar" la bobina de Tesla utilizando diferentes métodos:

Si la frecuencia de resonancia primaria es demasiado baja, realice una de las siguientes acciones o ambas:

• "Golpear" la bobina primaria en diferentes puntos para disminuir inductancia de la bobina primaria (acortar el primario)
• Disminuir la capacitancia del condensador del tanque primario

Si la frecuencia de resonancia primaria es demasiado alta, haz lo contrario.

Si la frecuencia de resonancia secundaria es demasiado baja, realice una de las siguientes acciones o ambas:

• Disminuir la longitud de la bobina secundaria para reducir la inductancia de la bobina secundaria.
• Reducir el tamaño de la carga superior para disminuir su capacitancia.

Si la frecuencia de resonancia secundaria es demasiado alta, haz lo contrario.

Tienes que usar las matemáticas para determinar cuál de los anteriores usar, y cuánto ajustar cada uno.

Answer 3

Totalmente no, si el voltaje de salida es como 100.000V y tienes 1000 vueltas eso significaría que hay un voltaje de 100V/vuelta. y cuando las vueltas están muy juntas puede ocurrir que haya un arco de una vuelta a otra y dañe el secundario de tu bobina tesla.

Answer 4

Todo depende del cable que hayas quitado del transformador. Si tiene muescas o agujeros en el aislamiento esmaltado, puede producirse un cortocircuito de una capa a otra. Dependiendo de la potencia del cable, puede producirse un cortocircuito aunque no tenga ningún defecto. Puede utilizar cinta aislante entre las capas, pero dadas las tensiones de la bobina de Tesla, lo mejor es utilizar una sola capa para el aislamiento.

Answer 5

Sí, una técnica habitual para reducir la resistencia de los hilos del secundario de Tesla y aumentar el factor Q es enrollar varios hilos en paralelo en la misma forma de bobina. Soldar sus tres devanados juntos en cada extremo, por lo que se comportan como alambre "Litz".

La famosa bobina Tesla "Edmund Scientific", la cónica, utiliza esta técnica. No recuerdo si tiene tres o cuatro conductores paralelos.

Por otro lado, si los conductores están enrollados uno encima del otro, en lugar de estar en paralelo contra la forma de la bobina, puede haber una corriente circulante entre ellos (ya que sus longitudes difieren.) Esto aparecería como un factor Q más bajo de lo esperado.