BOBINA SECUNDARIA

De la bobina secundaria se podría decir que es el "inducido" del sistema, puesto que debido a las variaciones en el flujo del campo magnético creado por la bobina primaria se induciran en ella altos voltajes. Para un buen funcionamiento deberá de estar lo suficientemente aislada del resto de componentes, de forma que no salten arcos voltaicos hacia el circuito primario, y también en lo referente a conexiones, puesto que solo se necesita un cable para conectar el extremo inferior a una buena toma de tierra (independiente de la de seguridad), la cual conformará la tierra de RF. Es factible también ejecutar, de forma alternativa a la conexión de tierra, su funcionamiento conectándola a una jaula de Faraday, a modo de red metálica que rodee a toda la bobina. 

Es, a diferencia de la primaria, una bobina compuesta de muchas espiras de hilo de cobre esmaltado (en ésta es imperativo que el conductor tenga aislamiento, puesto que las vueltas van sin separación entre sí). El hilo es de relativo poco grosor y se dispone sobre  un tubo aislante que generalmente suele ser de PVC, aunque valen otros materiales: metacrilado, plexiglás, tubos de resinas sintéticas...pero nunca madera, cartón, aglomerados fibrosos (porque siempre tienen humedad o tienden a captarla) y por supuesto jamás se emplearán tubos metálicos (aunque estén aislados) o que contengan trazas de materiales conductores como polvo de metales o carbón. Las formas pueden ser: cilíndricas (las más extendidas) y cónicas (tronco cónico).

 Secundaria de 12,5" X 60".

Secundaria de tronco cónico.

Se construyen con diferentes diámetros y grosores de hilo (éstos son directamente proporcionales a la potencia admisible), aunque las más extendidas en potencias medias son las de 4" y para alta las de 8" en adelante, las de 6" (como la de nuestro montaje) tienen un excelente equilibrio entre rendimiento y tamaño contenido.

Concretamente la mia está dispuesta sobre tubo de PVC de Ø16cm.(6,3") del empleado en conducciones de agua, el hilo de cobre esmaltado es de 0,67mm. (≈ 22AWG) y con éste se realizan un total de 1400 espiras aprox., resultando una longitud bobinada de 105 cms. Antes de empezar es recomendable lavar bien el tubo por dentro y sobre todo por fuera con algún solvente orgánico o con alcohol, esto es para eliminar restos de grasas, humedad y cualquier suciedad que pudiese entorpecer su funcionamiento o pudiese deteriorar el conductor de cobre por corrosión. Una vez bien limpio y seco se bobinará usando guantes para no contaminar el hilo con la posible sudoración de las manos (el sudor es un buen conductor eléctrico por su contenido en ClNa) y no arruinar de esta forma el resultado final por una posible inutilización debido a la pérdida de aislamiento entre sus espiras causada por arcos voltaicos.

 Mi secundaria de 6,3" X 41,3".

De entrada, para cualquier bobinador avezado, el diseño parecerá desproporcionado, puesto que los ratios de relación de aspecto para estos diámetros suelen estar sobre 4,5-4:1, y el mio está en aprox. 6,5:1, esto es así principalmente por querer experimentar con hilo relativamente grueso (porque la fuente de AT dispone de bastante potencia), lo que al final se traduce en más longitud de lo normal por disponer de muchos giros. En cualquier caso, los resultados dirimirán si le aplico un "recorte" (que por aquí está muy de moda) o la dejo como está.

Introducimos los datos básicos en TeslaMap y nos devuelve resultados estimados sobre su inductancia y capacitancia parásita así como el número de espiras, la longitud necesaria para su construcción, su relación de aspecto...y un adelanto de la capacidad óptima que debe tener la carga superior.

Entrada de datos para los cálculos de la secundaria.

Resultados estimados.

 

Una vez bobinada hay que aislar las espiras lo más que se pueda, y para ello se emplea barniz especial para bobinados (el mismo esmalte que tiene el hilo de cobre), aunque también nos puede servir barniz de poliuretano. Se aplican dos o más capas dejando secar entre cada aplicación, el resultado tiene un aspecto vítreo y uniforme. Esta operación nos asegura a mayores una buena sujeción del hilo, ayudando a que no se muevan las espiras o se aflojen.

Barniz aislante especial para aplicaciones eléctricas.

Para fijarla en su lugar he empleado un tapón de 160 que va centrado y pegado en la parte superior del mueble base, aunque lo ideal sería realizar esto con tornillos de nylon, pero por aquí no los tenian de suficiente tamaño como para sujetarlo correctamente. Evitar, en lo posible, el uso de tornillos metálicos (no son recomendables dentro de la secundaria porque pueden perturbar el campo y favorecer posibles arcos internos).

Para su conexión soldé un cable flexible, identificado como tierra, de 1,5mm² a la prolongación de la última espira inferior, practicando un orificio de 3mm. en el lateral del tapón de forma que el cable salga visible, atravesando el estante superior del mueble base hacia la borna general de tierra de RF (los dos cables de conexión o los dos extremos de la bobina no deben ir nunca por dentro de ésta) y para la conexión superior otro cable con un terminal tipo bullet hembra de 25mm. para disponer de una práctica unión al toroide, en este caso el cable va interior, pero separado por gruesos discos de espuma de poliuretano del resto del tubo. Con el empleo de estos cables flexibles en ambos extremos imprimimos estabilidad mecánica, evitando que se rompa el fino hilo de cobre en sucesivas manipulaciones debidas a los montajes.

Conexión al toroide.

La disposición final respecto a la primaria es de unos 2cms. por encima del plano de ésta (siempre la ultima espira un poco por encima del nivel del comienzo de la primaria), y a su vez separada unos 2,5-3cms. de la perpendicular del primer giro de la espiral.

 

 

Ubicación respecto a la primaria.

Existe una evolución en las Bobinas de Tesla en la cual se emplean tres bobinas: Una primaria, semejante a lo visto, y dos secundarias en tándem (secundaria + terciaria), la "primera secundaria" con menos espiras y más gruesas que el diseño simple y la "segunda secundaria" o terciaria muy parecida en diseño a la normal, aunque con una gran carga capacitiva y aislada del suelo, puesto que la tierra de RF la toma la bobina anterior, estas dos se unen de forma aérea por medio de un conductor especial o "línea de transmisión". Esto descrito a grosso modo es lo que se conoce como el Tesla Magnifying Transmitter.

Algún día, si puedo, lo construiré. Para ello hace falta un gran jardín plagado de tomas eléctricas industriales con el que poder alimentarlo, y sobre todo con pocos vecinos alrededor.

Esquema básico de un Tesla Magnifier.

Si está bien dimensionado y ajustado funciona muy bien.

Tengo que agradecer a mis compañeros y profesor de prácticas del curso "Montaxe e mantemento de instalacións solares fotovoltaicas", realizado en el año 2011 en las dependencias de La Fundación Laboral de la Construcción de Lugo, la colaboración prestada para la elaboración de la bobina secundaria, siendo el primer componente construido y comenzando aquí la idea de desarrollar este montaje... ¡¡GRACIAS!!