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Teoría
El divisor de tensión visto graficamente

"Una imagen vale más que mil palabras". Así reza el famoso axioma del refranero español, el cual parece provenir de un antiguo proverbio chino que, traducido al castellano, diría algo así como "el significado de una imagen puede expresar diez mil palabras".

En cualquier caso, este precepto muestra el potencial que puede llegar a tener una ilustración para transmitir, explicar o comunicar determinados aspectos de algo. Y precisamente esa es nuestra pretensión con la publicación de este artículo.

Pongamos un ejemplo de lo que te estamos diciendo... ¿Como transmitirías a otra persona la belleza y magnificencia de una aurora boreal?. Seguro que te resultaría muy complicado. Sin embargo, y dejando de lado la maravillosa sensación de verla in situ, si le enseñas una foto ya tendrás gran parte del trabajo realizado.

Con este artículo queremos enseñarte a resolver un divisor de tensión resistivo mediante un gráfico de coordenadas cartesianas. Es muy posible que de esta manera te quede mucho más claro en la mente el funcionamiento de este tipo de circuitos. Además, será un primer paso para la resolución por este mismo medio de circuitos más complicados que incluyan componentes activos y para el estudio de sus curvas características.

¡Vamos allá...!

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Noticias
Nueva sección de descargas de ebooks

Inauguramos una nueva sección de descargas en nuestra web. Se trata de ebooks de diferentes temáticas y, por supuesto, libres de derechos de autor o, en su caso, con la correspondiente autorización legal del propietario del copyright.

Los ebooks podrán estar en diferentes formatos, ya sea en PDF, Flyer, DJVU, DOC, HTML, ePub, Lit, etc... La idea es compilar un número más o menos importante de información sobre materias muy diversas, como electrónica, física y química, matemáticas, ciencias, informática, y todo aquello que nos parezca interesante para nuestros suscriptores, o que estos últimos nos soliciten.

Con la amplia oferta de lectores de ebooks y tablets existentes en el mercado actual creemos que es algo bueno para nuestra web, y para todas aquellas personas que nos visitan, la creación de una sección de descargas de este tipo.

Y que mejor empezar con un magnífico ejemplo de lo que decimos. Sigue leyendo... seguro que te interesa.

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Radioaficionados
Cambiar C.I. de audio a President Taylor ASC (II)

Continuamos ahora con la segunda parte de la información dedicada a la reparación de una emisora de C.B. President Taylor ASC. Como habrás podido observar en la primera parte, hemos querido presentarte estos artículos de la manera más sencilla posible, con multitud de fotografías que aclaran los conceptos explicados en el texto. Hemos intentado que tú, sin ser un profesional, puedas repararte tu propia emisora y... ¡por qué no!... repararle la emisora a tu amigo o compañero de trabajo.

Lo que viene a continuación tiene una importancia capital para que esta avería no vuelva a reproducirse. Deberás seguir los pasos indicados al pié de la letra, sin desviarte lo más mínimo de los consejos que se indican. Generalmente la avería descrita se produce por acumulación de calor en el circuito integrado LA4446. Con el paso del tiempo, la transmisión al chasis de las altas temperaturas que se producen en el interior de este componente no se efectúa de una manera solvente debido principalmente a que la pasta de silicona térmica utilizada para obtener una correcta transmisión del calor desde el integrado hasta el chasis de la emisora se ha secado, amén de que han sido poco generosos con ella. Dicho chasis, junto con la pequeña aleta adaptadora intercalada, hacen las veces de disipadores de este calor.

Pero si quieres saberlo todo al respecto, solo tienes que hacer clic en el botón "Leer completo...".

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Miscelanea
Luz trasera para bicicleta (piloto) sin pilas

¿Eres de los que les gusta pedalear?. Si es así, es muy probable que cuando te subes a la bicicleta quieras que tu seguridad no corra peligro.

Algo que te puede ayudar mucho en este sentido, y que no debería faltar nunca en el equipo de un ciclista, es una luz trasera o piloto que sea visible a muchos metros de distancia.

Dicho dispositivo no debería depender del nivel de carga de unas pilas o unas baterías sino que ha de ser un sistema autónomo e independiente, que se ponga en marcha y se ilumine de manera automática en cuanto se inicie la marcha, indicando a los demás nuestra presencia en la carretera.

Pero además, este piloto debería seguir iluminado aunque detuviéramos nuestra bicicleta y mantener la luz indicadora de nuestra posición sin necesidad de continuar pedaleando. Insistimos, todo ello sin usar pilas ni baterías.

Te presentamos en este artículo un sistema de iluminación trasera para bicicletas sin mantenimiento de ningún tipo, del cual no tendrás que preocuparte nunca más ya que estará siempre listo en el momento en que subas a tu vehículo y continuará dando servicio cuando te pares. ¿Te interesa?.

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Práctica
El electroscopio

Llegó la hora de realizar nuestra primera práctica electrónica. Una vez que hemos estudiado la electricidad estática estaría bien ver los efectos que produce esta mediante un artilugio construido por nosotros mismos.

En este artículo vamos a explicar que es un electroscopio y además vamos a fabricar uno con materiales muy comunes a practicamente costo cero. Siendo un instrumento sumamente fácil y económico de construir, con él podremos ver los efectos de la electricidad estática estudiados en el artículo anterior.

William Gilbert (1544-1603), médico y físico inglés, fué la persona que construyó por primera vez un electroscopio para realizar experimentos con cargas electrostáticas. Acérrimo defensor de la teoría copernicana, sus mayores aportaciones a la ciencia tratan sobre electricidad y magnetismo. Al mostrar que el hierro a altas temperaturas (al rojo) no presenta alteraciones magnéticas, se adelantó a los modernos descubrimientos de Curie. Aunque actualmente el instrumento inventado por Gilbert no es más que una pieza de museo, existiendo herramientas muchísimo mas modernas para estos menesteres, resulta muy instructiva su construcción. Prepárate pués para empezar a experimentar con la electricidad estática.

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Teoría
Electromagnetismo (I)

En nuestro artículo teórico anterior en el que hablábamos del magnetismo y de los imanes, dijimos que la electricidad produce magnetismo y que el magnetismo produce electricidad. En realidad una cosa y la otra están íntimamente unidas. Como ya hemos comentado, la electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico llamado electromagnetismo y es precisamente ese fenómeno lo que en este artículo vamos a comenzar a tratar. Este conocimiento es de absoluta necesidad para seguir nuestro estudio.

Para bién o para mal, el electromagnetismo está muy presente en nuestras vidas; en cada electrodoméstico que tenemos en casa, en todos los sistemas de comunicaciones actuales (las señales de humo utilizadas por los indios norteamericanos no es un sistema de comunicación actual), en los automóviles y motocicletas, en los sistemas de posicionamiento global o GPS, en los sistemas de telemetría, en el registro y reproducción del sonido, en los equipos medicos y quirúrgicos utilizados en los hospitales, etc... Es tan vasto el campo de aplicación del electromagnetismo en la vida real que nos faltaría espacio en este artículo para nombrar cada una de estas posibilidades. Por la importancia que tiene, es vital que conozcas mas profundamente este fenómeno. Por lo tanto, estás obligado a seguir leyendo.

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Noticias
MATEMÁTICAS BÁSICAS para electrónica II

Capítulo 2 de la serie de matemáticas básicas

Te presentamos la segunda entrega de nuestra serie de videos de matemáticas básicas para electrónica.

En él hablamos de las fracciones, poniendo énfasis en las operaciones que más frecuentemente se usan en los cálculos habituales que necesariamente se han de implementar al estudiar electrónica.

Para más detalles clica en LEER COMPLETO...

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Las válvulas de vacío VI

Bienvenidos al sexto artículo de esta serie dedicada a las válvulas de vacío. Vamos a ver a continuación un receptor que hizo furor hace años, cuando las válvulas termoiónicas estaban en su apogeo y los radioaficionados eran verdaderos "manitas", ávidos de experimentación y deseosos de construir con sus propias manos un receptor de radio.

Describiremos el circuito de un receptor que mejora sustancialmente las características del que estudiamos en el artículo anterior. Utilizaba una técnica llamada "detección por rejilla" y, a pesar de que usa prácticamente los mismos componentes que el "detector por placa" visto en el artículo precedente, el aumento de sensibilidad es considerable por lo que fué bastante usado en su época.

En el siguiente artículo estudiaremos el llamado "detector a reacción" con el que, solo a costa de cierta inestabilidad asumible y perfectamente controlable por el usuario, se obtenía una sensibilidad aún superior a la del detector por rejilla. Pero eso será después de conocer el funcionamiento del primero.

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En el artículo anterior dijimos que si logramos hacer trabajar al triodo que usamos en el detector por placa en la zona de conducción, en vez de polarizar la rejilla con una tensión próxima al corte de la válvula, obtendríamos un mejor resultado ya que en aquellas condiciones y con señales débiles el triodo amplifica muy poco, o ni siquiera amplifica.

Esto lo podremos entender mejor si nos fijamos en la curva caracteristica de rejilla de un triodo común. No te preocupes que no será complicado.

Para entender más fácilmente el gráfico, ten en cuenta que el eje horizontal representa la tensión aplicada a la rejilla y el eje vertical la intensidad de corriente de placa. Puedes hacer clic en la imagen si deseas verla a un tamaño superior (se abrirá una nueva ventana).

La curva de color azul, que nos sirve como referencia para conocer la intensidad de corriente de placa del triodo a partir de una determinada tensión de rejilla, está trazada para una tensión de alimentación de placa determinada.

En el gráfico de coordenadas que acompañamos se supone que el triodo está montado como detector por placa, con su rejilla polarizada negativamente mediante una batería justo en el punto en que la válvula deja de conducir, es decir, con la llamada tensión de corte.

A esta tensión de corte se le suma la tensión de la señal de RF captada por la antena, por lo que dicha señal estará presente en la rejilla sumándose o restándose (dependiendo de la polaridad que tenga en ese instante) de la mencionada tensión de corte del triodo.

Observa que para señales fuertes captadas por la antena, la amplificación del triodo es máxima. La amplitud de la señal presente en el circuito de placa supera con creces a la que tenemos en el circuito de rejilla.

Como explicamos en el artículo anterior, la parte negativa de la señal de antena no tiene efecto alguno en el circuito de placa, ya que hace a la rejilla todavía más negativa, por lo que la válvula no conduce en absoluto durante ese periodo.

Pero representemos el mismo gráfico cuando la señal recibida es muy débil. En este caso, el triodo se comporta de manera diferente como podemos ver.

Bajo estas condiciones la válvula prácticamente no amplifica, con lo que la señal que obtenemos en el circuito de placa tiene la misma amplitud, o incluso menos, que la recibida por la antena.

Es decir, precisamente cuando más falta hace una gran amplificación es cuando este tipo de receptor adolece de ella y, como suele decirse, "nos deja tirados".

Para solucionar esta papeleta tenemos que transformar el circuito de manera que amplifique las señales débiles igual que hace con las fuertes.

Nuestros esfuerzos irán encaminados a lograr hacer trabajar al triodo en una zona en la que su amplificación sea máxima para las señales débiles, y para ello se requiere que no usemos la parte del codo de la curva cercano a la tensión de corte.

Por esta razón vamos a modificar aquel circuito, aunque a decir verdad esta modificación será muy leve. A partir de este punto vamos a ver como con unos cambios mínimos aplicados en su configuración, nuestro receptor pasará a funcionar de modo muy distinto y su sensibilidad aumentará de manera extraordinaria ya que, aún con señales muy débiles, el triodo ofrecerá su máxima amplificación.

EL DETECTOR POR REJILLA
El esquema del circuito detector por rejilla es el que presentamos seguidamente en la ilustración de abajo. Como puedes comprobar, existen muy pocos cambios con respecto al detector por placa que estudiamos en el artículo anterior.

Vamos a ver cuales son y que suponen estos cambios en el funcionamiento del triodo como detector por rejilla. Para empezar, echamos de menos la batería de polarización de dicha rejilla, ahora inexistente. Además, se ha introducido una resistencia (R1) y un condensador (C1) en paralelo justo entre la rejilla del triodo y el circuito resonante de antena. ¿Cual es su función?. ¿Como trabaja este artilugio?.

Para contestar a estas y a otras preguntas que posiblemente te hagas, deberemos "desgranar" y estudiar por separado ciertas partes del circuito... "Divide y vencerás" dijo un famoso estratega romano, y eso es justo lo que vamos a hacer.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El principio de funcionamiento de este detector es similar al detector por diodo. Si te fijas, la rejilla y el cátodo del triodo se comportan en realidad como un diodo, haciendo la rejilla las veces de ánodo (o placa) de dicho diodo.

Para comprobarlo, compara las partes resaltadas de los esquemas del detector por rejilla de la ilustración superior con el detector por diodo y amplificación por triodo que vimos en el artículo anterior, y que representamos de nuevo abajo.

De la comparación se desprende que R1, C1 y el conjunto reja-cátodo del detector por rejilla a triodo forman en realidad un detector a diodo. Y ahora te preguntarás... "¡entonces!... ¿que rayos hemos conseguido?... ¿de donde sale la alta sensibilidad de que presume este receptor?". Para entender esto tenemos que continuar con el "divide y vencerás" que mencionamos antes.

Para empezar, ahondemos un poco en el funcionamiento del detector a diodo. Consideremos primero como se comporta el circuito formado por un diodo detector y una resistencia en serie con él cuando son recorridos por una corriente alterna producida por un generador, aparcando de momento la función que realiza el condensador. Observa la figura siguiente.

Como puedes apreciar, la onda senoidal se reparte entre los dos componentes. La semionda positiva solo está presente en la resistencia, ya que el diodo se comporta como un cortocircuito con tensiones positivas, y consecuentemente la corriente al circular no produce ninguna caída de tensión en él. No es así en la resistencia, en la cual sí se desarrolla cierta caída de tensión al circular la corriente a través de ella.

Sin embargo, la semionda negativa solo está presente en el diodo, ya que para tensiones de esta polaridad dicho diodo se comporta como un aislante, no circulando corriente por el circuito y por lo tanto tampoco por la resistencia, de donde se deduce que no existe caida de tensión en ella, quedandose toda la tensión negativa en el propio diodo.

Razonando de forma lógica, podemos pensar que la tensión alterna que se aplica al conjunto de la resistencia y el diodo ha de repartirse entre uno y otro componente, por lo que está claro que si solo una parte de la señal (la positiva) está en un componente, la otra parte (la negativa) indefectiblemente ha de estar en el otro. Entenderás mejor esto último si meditas un poco sobre el dibujo superior.

Si en vez de aplicarle a este circuito una tensión alterna cualquiera le aplicamos una tensión alterna de R.F. modulada en amplitud, comprenderemos perfectamente que dicha tensión se repartirá también entre los dos componentes, tal como ha ocurrido en el ejemplo anterior.

Si te fijas en la imagen de arriba entenderás que, tanto la tensión que tenemos en la resistencia como la que tenemos en el diodo serían perfectamente utilizables como señal de audio, ya que en ambos componentes está presente la señal detectada de BF. En la resistencia tenemos los picos positivos y en el diodo los negativos, y de cualquiera de ellos podríamos extraer sin problemas la señal de audio para procesarla y usarla posteriormente en un auricular, por ejemplo.

Ahora mira la ilustración de la izquierda. En ella hemos representado cierta porción del receptor con detector por rejilla a triodo.

¿Te resulta familiar la parte del circuito que hemos destacado?. Efectivamente, es lo que ya te habíamos adelantado:

La resistencia y el conjunto rejilla-cátodo del triodo ejercen exactamente la misma función que la resistencia y el diodo que hemos analizado antes.

Para completar el circuito solo falta el condensador en paralelo con la resistencia, del cual hablaremos a continuación. Pero antes, veamos cual es el funcionamiento básico del sistema tal cual lo conocemos hasta ahora, a falta de dicho condensador.

Cuando el receptor no recibe señal no existe tensión alguna en la rejilla, es decir, el voltaje rejilla-cátodo es de cero voltios, y por lo tanto el triodo conduce a plenitud. Esto es lógico, ya que la rejilla no tiene ningún potencial negativo para impedírselo.

Cuando se recibe una señal por la antena la parte de dicha señal que aparece entre rejilla y cátodo son los picos negativos, ya que los positivos se quedan en la resistencia según lo explicado anteriormente.

Debido a esta situación la corriente de placa responde con variaciones, o mejor dicho "reducciones", de corriente acordes a las variaciones de esos picos negativos en la rejilla, pero con una amplitud mucho mayor, de manera que la señal resulta amplificada.

Como ocurre en el ya estudiado detector por placa, además de detectar la señal hemos ganado en amplitud. Pero observa que en esta ocasión, a diferencia de entonces, las señales débiles también resultan amplificadas, ya que la rejilla no está polarizada con ninguna tensión negativa que haga trabajar al triodo cerca de la tensión de corte, a excepción de la propia señal de RF detectada.

Dichas señales, cuando son débiles, están ahora bastante lejos del codo de la curva característica de rejilla del triodo, y utilizan una zona recta en la cual se obtiene una gran amplificación para señales de cualquier amplitud.

Para que lo veas más claro fíjate en la ilustración de la derecha (puedes hacer clic para ampliarla), en la que representamos la curva característica de rejilla de nuestro triodo montado con esta configuración particular.

Como se puede apreciar en el dibujo, la amplificación se mantiene alta incluso para señales de poca amplitud. Este es precisamente el resultado que pretendiamos obtener.

Observa como en este circuito la detección se realiza en la propia rejilla. Si dispusiéramos de un osciloscopio podríamos visualizar sin problemas la señal ya detectada entre la rejilla y el cátodo, cosa esta que no ocurría en el detector por placa, en el que entre rejilla y cátodo estaba presente la señal completa de RF aunque sus pulsos negativos no tuvieran efecto alguno en el funcionamiento del triodo. Por este motivo se bautizó a este receptor con el nombre de "detector por rejilla".

En este estado, podemos decir que ya hemos ganado algo con respecto al detector por placa; la sensibilidad se mantiene alta para señales débiles. Pero podemos conseguir más incluyendo un condensador en paralelo con la resistencia.

LA FUNCIÓN DEL CONDENSADOR
Como vamos a ver a continuación, la inclusión del condensador en paralelo con la resistencia mejora notablemente la sensibilidad del receptor. Para comprobarlo, volvamos al circuito del principio en el que teníamos un generador de corriente alterna alimentando un diodo y una resistencia, ahora con un condensador en paralelo con esta última. Observa bién el siguiente gráfico.

Fíjate como el condensador se carga durante los semiciclos positivos los cuales, como recordarás, están presentes en la resistencia. Debido a la carga que adquiere el condensador en cada semionda positiva, la tensión en bornes de la resistencia se mantiene casi constante durante todo el tiempo.

Supongamos que la tensión de pico de cada una de las semiondas es de 1 voltio. Resulta que el condensador se carga a esta tensión de 1 voltio en una de las semiondas positivas, tensión que baja solo unas décimas hasta que llega la siguiente semionda positiva que lo vuelve a cargar a 1 voltio.

Esto hace que la tensión continua de 1 voltio del condensador se sume a la alterna del generador ya que ambos están en serie, y tiene un efecto muy particular. Hace que el diodo deje de conducir en casi todo el recorrido de la senoide debido a que la tensión del condensador lo polariza de forma inversa, por lo que la mayoría del tiempo la senoide completa estará presente en el diodo, a excepción de los instantes en que este conduce y vuelve a cargar el condensador (Ver dibujo superior).

Recuerda que cuando el diodo no conduce se comporta como un aislante. Esto hace que durante la mayor parte del tiempo no circule corriente provocada por la senoide a través de la resistencia, por lo que no existirá ninguna caida de tensión en ella debida a esta causa, y toda la tensión senoidal presente en el circuito estará en bornes del diodo. Es como si hubiésemos "empujado hacia abajo" a la onda senoidal.

Además, y según hemos estudiado, la suma de ambas tensiones (la que existe en el grupo resistencia-condensador mas la que hay en el diodo) debe ser exactamente igual a la onda senoidal original del generador. Si te molestas en hacer la suma, teniendo en cuenta las respectivas polaridades (la del grupo RC es positiva y la del diodo es negativa), verás como se obtiene la senoide perfecta creada por el generador.

EFECTO AL USAR UNA SEÑAL DE RF DE A.M.
Si en vez de una onda senoidal pura usamos una señal de RF modulada en amplitud (A.M.) procedente de un circuito resonante conectado a un sistema antena-tierra, nos vamos a llevar una sorpresa muy agradable.

Por una parte, en el grupo RC y por efecto de la carga del condensador, obtendremos la señal de BF que modula de origen a la portadora de RF. Esto es lógico y lo sabemos, ya que lo estudiamos en su dia. Pero la sorpresa es la señal que aparece en el diodo.

Como por efecto de la carga del condensador, todos los picos positivos de la señal de RF se posicionan a un mismo nivel y solo durante un corto instante sobrepasan la linea de cero como vimos en el caso del generador de onda senoidal, los picos negativos presentes en el diodo dibujan la señal de BF con una amplitud igual al doble que la que tiene dicha señal en el grupo RC. Mira la siguiente ilustración para entenderlo mejor.

Para ilustrar lo que ha pasado en el diodo, podemos hacerlo mediante un sencillo gráfico animado que puedes ver haciendo clic aquí. Observa que, como ya adelantamos antes, es como si empujáramos la señal hacia abajo toda ella, de manera que conseguimos tener el doble de tensión modulada que antes. Es decir, habremos multiplicado la señal de BF que modula a la portadora por 2. Efectivamente, podemos comprobar si nos fijamos en la escala graduada del gráfico animado, como después de "empujar" la señal de RF su modulación llega a ser el doble de la que tenía la señal original.

Recordemos que esta señal es la que existe entre rejilla y cátodo del triodo. Hemos conseguido por lo tanto, con la simple inclusión de un condensador estratégicamente conectado en el circuito, que la señal detectada en la rejilla del triodo tenga el doble de amplitud que sin dicho condensador. Y esto quiere decir también que nuestro receptor tiene el doble de sensibilidad que antes de incluir dicho condensador.

La única desventaja de este receptor con respecto al detector por placa, es que en ausencia de señal, a través la válvula se establece una intensidad de corriente relativamente elevada, lo que provoca que tenga un consumo mayor que aquel, aunque esto es un mal menor para los beneficios que hemos obtenido.

En el próximo artículo abordaremos otro receptor aún mas sensible que este: "El receptor a reacción". ¿Te interesa?.

 
C O M E N T A R I O S   
radio frequencia

#1 jose estevao » 16-01-2015 23:00

pagina muito boa, estraordinaria muito bem espricado
nota 1000

parabens pelo titulo

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