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

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!!!.

 

1. 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 

  

      

     

2. 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

3. 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 

 

    

  

 

4. 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

5. 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.

 

6. 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

 

 

7. 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.

8. 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.

9. 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.

  

 

    

  

 

    

Diez pruebas con la Wimshurst

Con la colaboración de un activo miembro del foro de www.cientificosaficionados.com el amigo DavidFl hemos completado diez pruebas con la maquina de Wimshurst tratando de no repetir las que ya figuran en este blog con el título 10 pruebas con el GVG, que como todos sabemos es también al igual que la Wimshurst un generador de cargas estáticas.

Gracias David por los aportes
Acá va el documento:

Diez pruebas con la Wimshurst

 

1. Generación de Ozono

Muchas máquinas electrostáticas producen en el ambiente la aparición de este gas de un olor característico, el olor característico de la tormenta eléctrica. Este gas tan nombrado se produce por la exitación de los átomos de O2  por chispas eléctricas, los mismos se combinan con otro átomo de O y dan  O3.

Este gas es un bactericida muy potente, además desodorante, pero inhalado durante bastante tiempo es venenoso así que ojo con la nariz, un ratito esta bien mas hace mal.

 

2. Las pelotitas inquietas:

Con un frasco de vidrio se perfora el fondo y se le coloca en el fondo un piso metálico, por el agujero que se practicó se pasa un conductor metálico, que puede ser un tornillo, en el interior del frasco se colocan varias pelotitas de aluminio de horno, por medio de unas cadenitas o cables se conecta el terminal superior a uno de los terminales de la Wimshurst y con otra cadenita la tapa metálica del frasco. Se pone en marcha la máquina y se verá un tremendo movimiento de las pelotitas. Puede realizarse el experimento también con pelotitas de telgopor pintadas con tinta china 

 

        

   

3. Jugando tenis de mesa con la electrostática

Se colocan dos placas de aluminio separadas unos 6 cm  sobre un soporte de acrílico, entre ambas placas se pone un péndulo, ambas placas van conectadas a sendos electrodos de la máquina, una vez puesta en marcha comienza la función

Esto resulta una versión modificada de campanas de Franklin.

 

             

4. El pararrayos

Este experimento resulta bastante llamativo, pero se sugiere tener un extintor a la mano, por si las moscas vió?

Se construye una maqueta de cartón y en el techo se le practica un agujero por donde se hace sobresalir un terminal que oficiará de pararrayos, inmediatamente bajo éste, hay algodón embebido en bencina o nafta. Uno de los terminales de la W, va conectado al pararrayos. Se le acerca el otro Terminal con la máquina en movimiento hasta que desprenda el arco, se verá que a la maqueta no le ocurre nada, luego el mismo terminal que hacía de pararrayos  se coloca por debajo del algodón  con combustible sin que sobresalga, se acerca el otro terminal y al primer arco la casita se incendia, con el extintor se procede a apagar.

 

        

   

5. El agua como acumulador de cargas

En este experimento vamos a usar un frasco con agua hasta casi la boca, donde introducimos un vástago metálico que lleva montado en su parte superior un electroscopio formado por dos pelotitas de telgopor .

Se toca el vástago con uno de los terminales de la W y el electroscopio inmediatamente acusará la carga, luego se retira el Terminal de la W y se comprueba que el electroscopio se mantiene acusando la carga que quedó acumulada en el agua

            

6. Motor electrostatico con PET y latas de cerveza

Este motor consta de dos latas de cerveza como muestra la imagen, la botella de gaseosa de ½ litro tiene adherido dos trozos de papel aluminio, a su vez cada lata de de cerveza tiene dos escobillas que rozan la botella de gaseosa  por ambos lados. A cada lata se conecta uno de los electrodos de la W y se da marcha a la máquina, la PET comenzará a girar como un motor.

 

            

7.      Comprobando la radiación Ultravioleta en los rayos 

Este experimento debe realizarse al oscuro, se acercan lo suficiente los terminales de la máquina para que los arcos sean bien brillantes y tengan una buena frecuencia, frente al operador hay que colocar una pantalla que no permita ver el arco, por otro lado se prepara un poco de soda cáustica en agua, con la que se moja un circulo en un papel blanco de hoja A4, la soda cáustica sobre el papel cuando esta húmeda, presenta una hermosa fluorescencia amarilla frente a la luz UV, con la mano se la sostiene en las cercanías de arco y se verá el efecto.

     8.  Visualización del campo eléctrico.

Esta prueba viene bien combinarla con la visualización de los campos magnéticos. Se prepara un plato plástico con aceite de cocina mas o menos 1 cm de aceite, flotando en el aceite se colocan semillas de césped, luego se acerca uno de los electrodos de la W y se observa la figura, luego se prueban diferentes configuraciones, los dos polos, dos terminales con cargas del mismo signo, electrodos circulares, etc.

   

        

9. Comprobando la ley de Gauss

Se prepara una malla conductora flexible de unos 10 cm de ancho por unos 25 de largo, sobre el borde mas largo se ponen flecos de papel de ambos lados, tambiéen puede hacerse colgando trozos de telgopor, después se coloca sobre unos aisladores y se toca con el electrodo la malla metálica, se verán los flecos levantarse de ambos lados. Una vez hecho esto se unen los extremos mas cortos de la malla quedando un cilindro, con flecos internos y externos, de la misma forma se coloca el dispositivo sobre un aislante y se toca con el electrodo la malla. Solo los flecos externos se levantaran comprobando  que las cargas

siempre tienden a ir a la parte exterior. 

     

  

     10.  El centellador

Esta experiencia es muy bonita, en un tubo de vidrio de unos 40 cm de largo puede ser de algún material de laboratorio o limpiando bien algún tubo fluorescente, se pegan trocitos de aluminio en forma de rombo con sus puntas enfrentadas y separadas alrededor de 2 mm, Se pegan con cemento de contacto formando una serpentina alrededor del tubo. En ambos extremos se hace una vuelta completa de papel aluminio, allí irán conectados ambos terminales de la Wimshurst. Cuando se pone en marcha la maquina los arcos saltaran simultáneamente formando una figura alrededor del tubo, hace acordar a las luces de los árboles de navidad

      

     

11. Una más... La bailarina electrostática

Una pequeña figura de aluminio baila y flota entre las dos placas de un condensador conectado a la máquina de Wimshurst, una de las placas es un elctróforo, la otra una chapa de aluminio que esta en el piso.