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Teoría
El generador - Medir la electricidad

Si recordamos el símil hidráulico que expusimos en artículos anteriores, rápidamente podemos deducir que en cuanto el nivel del agua del depósito "N" se iguale a la del depósito "P" dejará de haber una corriente a través del tubo que une los dos depósitos. Es decir, la corriente a través del tubo se mantendrá mientras se mantenga la "diferencia de nivel" entre el depósito "N" y el depósito "P", que representa lo que hemos quedado en llamar "d.d.p." en nuestro circuito eléctrico.

Para mantener esta diferencia de niveles de agua y hacer que la corriente continúe fluyendo a través del tubo debemos hacer algo. De lo contrario la corriente de fluido cesará. Habrá sido una corriente momentánea, algo similar a una descarga rápida entre dos cuerpos cargados eléctricamente. ¿Quieres saber como conseguirlo? Lee este artículo.

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Noticias
AFHA - Electricidad Teórico Práctica - Tomo 8

Tomo 8 del curso de Electricidad Teórico Práctica de AFHA.

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Radioaficionados
Oscilador de laboratorio hasta 200 MHz

Para un radioaficionado es importantísimo saber usar y manipular los circuitos resonantes. Conocer a que frecuencia oscila uno de estos circuitos es, la mayoría de las veces, uno de los problemas mas habituales con los que tiene que enfrentarse el experimentador.

No obstante, en muchas ocasiones no se dispone del instrumental adecuado para realizar una medida de este tipo. Aunque es posible que dispongamos de un frecuencímetro, en la mayoría de las ocasiones no es suficiente, ya que es probable que no tengamos los medios para hacer oscilar al circuito tanque en cuestión.

Por esta razón, traemos a nuestro blog un pequeño dispositivo con el que podremos realizar esta medida con total seguridad y fiabilidad, además de ser útil para otros menesteres. Básicamente se trata de un oscilador al que únicamente le falta el circuito resonante objeto de nuestra medición. Dicho oscilador se acompaña de la circuitería necesaria para poder usarlo con nuestro frecuencímetro sin que el acoplamiento de este último afecte lo más mínimo a su frecuencia de resonancia. Y lo mejor de todo es que este circuito puede hacer oscilar "casi cualquier cosa que tenga espiras".

El montaje se lleva a cabo con solo seis transistores, uno de ellos el conocido JFET de canal "N" tipo BF-245, de muy fácil localización en el mercado, e incorpora técnicas para estabilizar la amplitud de la señal producida dentro de unos márgenes razonables, pudiendo llegar a oscilar hasta casi los 200 MHz.

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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
Cálculo de circuitos con diodos LED

Casi todo el mundo sabe de que se trata cuando se habla de diodos LED, esos pequeños componentes electrónicos que tienen la facultad de iluminarse cuando son atravesados por una corriente eléctrica. Además de que algunos modelos pueden llegar a desarrollar un considerable nivel lumínico el gasto energético que ocasionan es muy pequeño, por lo que en la actualidad ya han aparecido infinidad de lámparas domésticas basadas en ellos para casi todo tipo de aplicaciones.

Sin embargo, y centrándonos en los diodos LED estándar de 3 y de 5 milímetros usados en electrónica, muchos son los que se preguntan como se conectan a una pila o a una fuente de alimentación, quizás para usarlo como testigo de funcionamiento de algún equipo, o para hacer algún trabajo manual del colegio.

Hemos oido comentarios de todo tipo al respecto. Algunos dicen que el LED se conecta a la pila sin más, ya que piensan que funcionan con un determinado voltaje, algo parecido a las lamparitas de las linternas. Otros piensan que hay que poner dos o tres diodos más en serie, porque de lo contrario pueden "fundirse". Algunos no concretan y dicen que además del diodo LED y la pila o batería, el circuito debe de incorporar algún otro componente que lo proteja. ¿Que crees tu?.

El presente artículo tratará de arrojar luz sobre este tema, el cual en muchas ocasiones no está claro en la mente de algunos.

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Teoría
El átomo - Electricidad estática

Mucho hemos oido sobre el átomo, pero quizás es poco lo que sabemos de él. El descubrimiento de la estructura del átomo puede considerarse una de las cosas mas extraordinarias de cuanto han conseguido los científicos de nuestro tiempo. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de la materia más pequeña que se podía concebir. Esa "partícula fundamental" se consideraba indestructible. De hecho, el término átomo significa "no divisible" como ya hemos comentado en el artículo anterior. Con el desarrollo de la física nuclear, en el pasado siglo XX,  se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.

El estudio básico del átomo es algo esencial para la comprensión posterior de toda la teoría electrónica. Sin entender "como funciona" (valga la expresión) un átomo, como interactuan unos átomos con otros, que fuerzas existen entre ellos y dentro de ellos, y en definitiva que es lo que pasa y por qué a esos niveles de la materia, sería imposible llegar a comprender el funcionamiento de los semiconductores o las válvulas de vacio (por ejemplo). ¿Te atreves a continuar?.

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Noticias
La Cartuja de Jerez

En un lugar muy cercano al rio Guadalete, se alza "La Cartuja de Jerez de la Frontera". Monumento histórico-artístico cuyo estilo arquitectónico inicial se corresponde con el gótico tardío del siglo XV, y cuya construcción se ejecutó entre los años 1478 y 1534.

Su portada de acceso, obra del arquitecto jerezano Andrés de Ribera, es lo que exponemos en nuestra fotografia. Con visos renacentistas, es digna de admiración.

En el año 1810, con la invasión francesa, se destruyó gran parte del edificio y los monjes que lo habitaban tuvieron que refugiarse en Cádiz, donde los franceses no pudieron entrar.

 

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El receptor elemental (VI)

Una vez que hemos visto qué es un condensador y cual es su funcionamiento tanto en circuitos de corriente continua como en circuitos de corriente alterna, pasamos a ver que papel juega este componente electrónico en el selector de frecuencias de nuestro receptor elemental.

Ya hemos mencionado que el selector de frecuencias de nuestro sencillo receptor lo forman dos componentes: una bobina y un condensador. A estas alturas conocemos ambos elementos y, básicamente y de forma aislada, sabemos como funcionan. Ahora nos toca profundizar un poco en el comportamiento de los mismos cuando se montan juntos, formando ambos el corazón del selector de frecuencias de nuestro receptor.

Es verdad que hemos comentado que lo que ocurre en este tipo de circuitos es algo un tanto complejo, pero esto no va a impedir que, mediante varios ejemplos y con algunas ilustraciones, conozcamos los efectos que se producen cuando bobina y condensador hacen su trabajo particular de seleccionar señales de R.F. en el receptor que estamos estudiando. ¿Te apetece seguir?.

Mediante los llamados "circuitos resonantes", también conocidos como "circuitos oscilantes", nos va a resultar posible "sintonizar" la señal de R.F. deseada y posteriormente procesarla de modo que, una vez que la hayamos separado del resto, podamos "extraerle" la señal de B.F. (Baja Frecuencia) que ha viajado cabalgando sobre la primera.

Para empezar vamos a explicar la teoría de funcionamiento de estos circuitos de la manera más simple posible y sin acudir a las matemáticas. En el artículo siguiente haremos un pequeño experimento mediante el cual se nos van a despejar todas las incógnitas que tenemos sobre ellos y llegaremos a entender como funcionan en un selector de frecuencias.

FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO RESONANTE
Suponemos que tienes frescos en tu mente los conocimientos básicos relativos a las inductancias o bobinas y a los condensadores. Si no es así te recomendamos encarecidamente que vuelvas atrás y estudies los artículos relativos al electromagnetismo (parte I y parte II), el transformador y a los condensadores (parte I y parte II).

Para empezar podemos decir que el funcionamiento de un circuito resonante se basa en un intercambio de energía: la energía eléctrica del condensador se transfiere a la bobina y acto seguido la energía magnética de la bobina se transfiere de nuevo al condensador. Esta sucesión de transferencias de energia podría seguir de forma indefinida si tanto la bobina como el condensador fueran perfectos y no existieran las consabidas pérdidas en ninguno de los dos componentes. A continuación vamos a desgranar el proceso paso a paso para lo cual nos vamos a servir del circuito mostrado debajo.

Como puedes ver se trata de una pila, un condensador y una bobina conectados a través de un conmutador (señalado con un recuadro rojo y estando en principio colocado en la posición de reposo). En realidad, la pila nos servirá solo para cargar el condensador y así obtener la energía necesaria para que el circuito comience a funcionar. Para ello colocamos el conmutador en la posición que conecta la pila con el condensador y esperamos hasta que este último esté completamente cargado (ver figura siguiente).

Una vez conseguido lo anterior, colocamos de nuevo el conmutador en su posición de reposo. Vemos que en esta situación tenemos el condensador cargado electricamente. Dentro de un momento vamos a conectarlo a la bobina que se encuentra en "paralelo" con él.

En la ilustración siguiente podemos apreciar como el condensador, cargado gracias a la acción de la pila, lo hemos conectado en paralelo con la bobina a través del conmutador. Estamos a punto de presenciar el efecto "resonancia" en un circuito bobina-condensador en paralelo, también conocido por las siglas "LC".

A partir de ahora dejaremos de representar a la pila en nuestras ilustraciones puesto que ya ha cumplido su cometido (cargar el condensador) y también suprimiremos el conmutador, el cual nos ha servido para comprender como podemos cargar primero el condensador y luego, una vez cargado, conectarlo a la bobina. Entendemos, por tanto, que para empezar a estudiar el fenómeno de la resonancia en un circuito LC paralelo disponemos de UN CONDENSADOR CARGADO ELÉCTRICAMENTE y UNA BOBINA EN PARALELO con él. ¿Estás de acuerdo?.

Para llegar a comprender como funciona un circuito LC paralelo tienes que tener claro en tu mente los parámetros que intervienen en su funcionamiento. Son los siguientes:

1. Tensión en el condensador
2. F.E.M. inducida en la bobina
3. Corriente de descarga del condensador
4. Corriente inducida en la bobina
5. Campo magnético producido en la bobina

Debes conocer perfectamente que significan estos CINCO PARÁMETROS a la hora de estudiar el funcionamiento de este circuito y además, debes ser consciente del efecto que produce cada uno de ellos en cada instante determinado del proceso, sin pensar en su desarrollo como "un todo" sino mas bién imaginando que podemos "parar el tiempo" en cada uno de los momentos que se explican y entonces observar que está ocurriendo en las entrañas de nuestro circuito LC paralelo. Si no tienes muy en cuenta estos detalles, todo esto te parecerá un verdadero lio y casi con completa seguridad no llegarás a entender nada del asunto.

Si has captado la idea podemos seguir adelante, pero antes podrías imprimir en papel el gráfico representado en la última parte de este artículo. En él se detalla el desarrollo de cada uno de los tres parámetros más importantes del circuito LC paralelo en función del tiempo: tensión en el condensador (debida a la carga que contiene en cada momento), tensión inducida en la bobina y corriente a través del circuito. Observa en dicho gráfico como la corriente está desfasada 90º tanto con la tensión del condensador como con la f.e.m. inducida en la bobina (ya hablaremos de esto más adelante).

Al momento de conectar el condensador cargado a la bobina estamos en el inicio de la primera fase (momento A); el condensador comienza a descargarse a través del solenoide. Como dicha corriente de descarga produce casi de forma inmediata una f.e.m. inducida en la bobina, f.e.m. que tiene un valor similar a la tensión del condensador y es de polaridad opuesta, la intensidad de esta corriente de descarga no sube a su máximo nivel de manera instantánea ya que la f.e.m. opuesta inducida en la bobina se lo impide, sino que lo va haciendo gradualmente en el tiempo como se puede ver en la ilustración gráfica del final que representa estos parámetros. Mientras esto ocurre comienza a formarse un campo magnético en la bobina producido por la propia corriente de descarga del condensador.

La intensidad de la corriente de descarga tiende a aumentar y mientras tanto la tensión en bornes del condensador y también la f.e.m. inducida en la bobina van decreciendo (momento B). Conforme la intensidad de la corriente de descarga del condensador aumenta, también va aumentando proporcionalmente el campo magnético generado en la bobina.

En este punto debes tener claro que la tensión en bornes del condensador y la f.e.m. inducida en la bobina son SIEMPRE DE IDÉNTICO VALOR Y DE POLARIDAD OPUESTA. Esto se mantiene a lo largo de todo el tiempo que el circuito esté funcionando.

Llega el momento en que el condensador casi se ha descargado por completo. La d.d.p. en sus bornes y consecuentemente la f.e.m. inducida en la bobina se han reducido casi a cero. Toda la energía eléctrica que se encontraba en el condensador ahora se ha trasladado a la bobina y, por esta razón, su campo magnético ha alcanzado un nivel máximo. Es en este preciso instante cuando la intensidad de corriente de descarga del condensador también tiene un nivel máximo (momento C).

Lógicamente, al no quedarle apenas carga alguna al condensador, a partir de este momento la intensidad de corriente a través del circuito comienza a disminuir pero no lo hace de forma brusca, como lo haría en el caso de que no estuviera presente la bobina.

Al comenzar a disminuir dicha corriente también lo hace el campo magnético que ésta crea en la bobina. Esta disminución del flujo magnético produce en el solenoide una f.e.m. de signo contrario al que tenía cuando el condensador estaba cargado, provocando una corriente inducida que tiende a mantener la que hasta el momento estaba circulando a su través y que estaba producida por la descarga del condensador.

Esto hace que cambien las tornas y ahora sea el condensador el que reciba la carga eléctrica de la propia bobina. Efectivamente, gracias a la corriente que produce la f.e.m. (de signo contrario a la primera) inducida por el campo magnético menguante de la bobina, en este instante comienza a cargarse el condensador con polaridad inversa a la que tenía en principio (momento D).

Observa que este es precisamente el efecto del que habíamos hablado al comenzar nuestro artículo. Durante la descarga del condensador, la corriente en el circuito ha estado aumentando y gracias a ella se ha formado un campo magnético en la bobina. La energía que inicialmente estaba almacenada en el campo eléctrico del condensador, ahora se ha transferido al solenoide y está presente en su campo magnético.

Aunque en un momento determinado el condensador estuvo completamente descargado, la corriente continúa fluyendo gracias al efecto de la bobina en el circuito, hasta tal punto que el condensador comienza a cargarse en sentido contrario. Su polaridad comienza a ser opuesta a la que tenía en un principio. La energía almacenada en el campo magnético de la bobina comienza a transferirse de nuevo al condensador. ¿Entiendes el punto?.

La corriente de descarga del condensador, que había llegado a su punto máximo justo cuando casi no le quedaba carga eléctrica, es "sustituida" de forma casi inmediata por la corriente inducida en la bobina (del mismo sentido que aquella). Conforme pasa el tiempo y el campo magnético de la bobina sigue menguando su f.e.m. inducida va aumentando, lo que hace que aumente también la carga que recibe el condensador y consecuentemente la tensión en sus bornes.

Con el paso del tiempo el condensador se va cargando, la corriente inducida va disminuyendo, la f.e.m. inducida en la bobina sigue aumentando y la tensión en el condensador también aumenta. Una vez que el condensador ha alcanzado su carga máxima (la misma que tenía al principio solo que de signo contrario), cesa la corriente inducida y también cesa el campo magnético de la bobina (momento E).

Ahora la tensión en el condensador es máxima, de valor idéntico y de polaridad opuesta a la que tenía al comenzar este experimento. Estamos justo donde empezamos pero con la carga eléctrica del condensador invertida. El proceso comienza de nuevo, aunque esta vez la corriente comienza a circular en sentido contrario a como lo hizo al principio. El proceso se repite y se repite hasta que por causa de las pérdidas producidas en la bobina y en el condensador, la oscilación es rápidamente amortiguada llegando a anularse por completo en poco tiempo.

En la siguiente ilustración puedes ver claramente los valores que adquieren en cada instante cada uno de los parámetros más importantes de este circuito: la tensión en el condensador, la f.e.m. inducida en la bobina y la corriente a través del circuito. Para mayor claridad, cada uno de ellos se representa con un color distinto. Si haces click en la imagen ésta se ampliará y podrás verla con mas detalle.

Te repetimos nuestra recomendación de que imprimas el gráfico y lo tengas delante de ti cuando estudies este artículo. Es probable que así te resulte más fácil de entender el proceso de las oscilaciones en un circuito LC paralelo. Esperamos que este artículo te haya sido de utilidad. Más en el siguiente. Hasta entonces.

 
C O M E N T A R I O S   
RE: El receptor elemental (VI)

#3 Gabriel » 04-04-2015 18:30

felicidades por la explición tan clara, es complicado en internet encontrar literatura tan didactica y amena

RE: El receptor elemental (VI)

#2 Gabriel » 04-04-2015 18:28

muy buena explicación, es muy complicado encontrar literatura en internet que lo explique tan claramente.
Gracias

RE: El receptor elemental (VI)

#1 INFINUE » 21-05-2012 13:41

MUY UTIL AGRADESCO TODO EL CONOCIMIENTO QUE BRINDAS O BRINDAN PORQUE HAY SERES QUE DECEAN APRENDER PERO AVECES NO TIENEN RECURSOS ($).GRASIASSSSS DE VERDAD .SALUDOS

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