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Teoría
Nuevas protecciones contra inversión y sobretensión

Allá por el mes de agosto de 2013 publicamos en nuestro blog un artículo dedicado a una simple protección contra sobretensiones para equipos electrónicos suceptibles de caer en esta "desgracia".

Basicamente, este tipo de circuitos se suelen montar en aquellos aparatos que, funcionando con tensiones de entre 12 y 14 voltios, están diseñados para su uso en vehículos.

Si el usuario de uno de estos equipos, por ejemplo una emisora de CB, trabaja en el mundo del transporte de gran tonelaje, es posible que su vehículo sea un camión o una cabeza tractora, por lo que la alimentación general disponible será de 24 voltios en lugar de los 12 que suelen tener los turismos.

Aunque hoy dia la mayoría de vehiculos pesados incorporan una toma de mechero para 12 voltios, en ocasiones, casi sin darse cuenta y sumidos en una total distracción, se conecta el equipo a la toma de 24 voltios y... ¡ZAAASSS!... Comienza a oler a quemado.

¿Te ha pasado esto alguna vez?. No te preocupes, no eres el único. Si sigues leyendo este artículo descubrirás la mejor manera de protegerte de estos inconvenientes.

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Noticias
Perspectiva básica (AFHA)

Perspectiva básica de ediciones AFHA.

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Radioaficionados
Construya un ondámetro de 1,5 a 230 MHz

Al principio no existían las calculadoras, ni electrónicas ni mecánicas. Los historiadores dicen que se usaban los dedos de las manos para contar.

Entonces, a alguien se le ocurrió la feliz idea de insertar en un marco de madera una serie de hileras de alambre con unas pocas bolas ensartadas. Había nacido el ábaco, no se sabe a ciencia cierta en que momento ni lugar.

Más próximo a nuestra época se descubrió que usando unos listones móviles, graduados con determinadas escalas y engarzados de manera que pudieran deslizarse el uno sobre el otro, podían realizarse operaciones matemáticas de cierta complejidad. A esta herramienta se le acabó llamando "regla de cálculo".

Durante el pasado siglo, la regla de cálculo fue el instrumento usado por ingenieros, arquitectos y científicos de todas las especialidades en su trabajo cotidiano, mediante el cual podían resolver no solo la mayoría de operaciones aritméticas. Se utilizaban para realizar cálculos logarítmicos, resolver fórmulas trigonométricas y para llevar a cabo procedimientos matemáticos concretos de química, finanzas, etc. Esta herramienta, aunque su precisión era limitada, ayudó a construir puentes, edificios, automóviles y, como no, a diseñar equipos electrónicos.

Pero al margen de la efectividad de la regla de cálculo para resolver operaciones matemáticas, la llegada de las calculadoras electrónicas digitales en la década de los años 70 acabaron con su hegemonía y se impusieron por razones obvias.

No sabemos, estimado lector, si tu habrás hecho uso en alguna ocasión de una regla de cálculo, o si incluso posees uno de estos "especimenes" en vias de extinción. Sea o no sea así, te podemos asegurar que aún hoy dia existe gente que las utiliza. ¿Por qué razón te contamos esto?. Clica en "Leer completo..." y te enterarás.

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Miscelanea
Preamplificador para guitarra eléctrica

¿Te gusta tocar la guitarra eléctrica?. Es posible que hasta seas el afortunado poseedor de una de ellas. Sin embargo, quizás no tengas el equipo de sonido adecuado para oirla con la suficiente potencia y calidad.

Esto último lo decimos porque la mayoría de amplificadores y equipos de audio domésticos del mercado no disponen de una entrada convenientemente adaptada a las características del sonido entregado por este instrumento.

Efectivamente, es habitual encontrar en los amplificadores, e incluso en muchas mesas de mezcla, entradas tipo "AUX", "LINE", "CD", "TUNER" o "PHONO", pero pocos son los que tienen una entrada que indique "GUITAR".

Sabedores de esto, hemos pensado que a muchos de vosotros os interesaría fabricaros un pequeño preamplificador, de funcionamiento seguro y con una elevada calidad, que intercalado entre una entrada auxiliar y el mencionado instrumento os permitirá elevar la señal de este último y aplicarla entonces al equipo del que dispongáis para que el sonido en los altavoces tenga el nivel adecuado.

Os presentamos un circuito que con solo dos transistores BJT, seis resistencias y cinco condensadores os permitirá conseguir este objetivo.

¿Por qué no clicas en "Leer completo..." y compruebas la sencillez del dispositivo?.

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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
Las válvulas de vacío VII

Séptimo artículo dedicado a las válvulas termoiónicas. Tocaremos en esta ocasión el receptor a reacción, sin lugar a dudas el preferido por los radioaficionados en la época en que vieron la luz las válvulas de vacío. Con una sensibilidad extraordinaria, la única pega de este receptor era su limitada selectividad si lo comparamos con el superheterodino.

Sin embargo, debido a la sencillez de montaje y bajo presupuesto, todo aquel que hacía sus pinitos en la electrónica por aquella época se aventuraba a construir uno de estos equipos.

Podemos asegurar que aquel que acababa de construir un receptor a reacción con exito ya nunca sería capaz de desligarse de la radio durante toda su vida, acumulando tantas ganas e ilusión que esto le impulsaba a acometer montajes más complejos y sofisticados.

Aunque ya pasó el apogeo de estos antiguos componentes electrónicos, el estudio del receptor a reacción con válvulas termoiónicas nos servirá para entender los del mismo tipo que podremos construir a transistores, e incluso en artículos posteriores ahondar en el funcionamiento de un modelo de receptor simple aún más avanzado utilizable para ondas cortas, el receptor a super-reacción. Por estas razones, no puedes dejar de leer este artículo.

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Noticias
Por fin el curso en formato impreso

Anunciamos a todos nuestros suscriptores, amigos y visitantes del blog la disponibilidad de nuestro "Curso técnico de utilización del polímetro digital" en formato impreso en papel.

Se trata de un tomo de 210 páginas tamaño A4 (29,7 x 21,0 cms) editado en papel estucado de 115 gramos, a todo color y de excelente calidad. La cubierta, que puede verse en la ilustración, está realizada con un gramaje de 240 gramos, plastificada, con brillo y por supuesto también a todo color.

Este libro en papel está disponible para su compra a través de nuestro distribuidor Electrónica Román, en Jerez de la Frontera (Cádiz), mediante pedido a través de su web.

Asimismo, aquellas personas que lo deseen, y que tengan esa posibilidad, pueden acercarse a su tienda física en Jerez para la adquisición de la obra. También puede adquirirse en librerías técnicas.

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Las válvulas de vacío II

Una vez que hemos visto la manera en que podemos desarrollar por medios eléctricos el efecto termoiónico, entramos de lleno ahora en la descripción de las válvulas de vacío, las cuales fueron en su tiempo el máximo exponente del citado fenómeno físico en lo que toca a la recepción y emisión de señales de radio entre otras aplicaciones.

Comenzaremos hablando del llamado diodo termoiónico, componente muy usado en los tiempos de los receptores a válvulas como rectificador en fuentes de alimentación y demodulador de señales de R.F. entre otros aspectos, aunque aquí no acaban todas sus aplicaciones.

El diodo termoiónico, también conocido como diodo de vacío, puede considerarse la válvula más elemental y sencilla de todas las que han existido. Fundamentalmente se trata de una ampolla de vidrio completamente cerrada, dentro de la cual se ha practicado el vacío, o sea, que se le ha extraído todo el aire de su interior.

Dispone de dos electrodos, como puede deducirse de su nombre ("di-odo" del griego "dos caminos"), uno llamado ánodo y el otro llamado cátodo, tal y como ocurre en el caso del diodo semiconductor.

Inventada por el físico británico John Ambrose Fleming a principios del siglo pasado, para muchos la invención de aquella primera válvula termoiónica supuso a la sazón el inicio de la era electrónica.

En un principio el cátodo de esta válvula estaba formado por un hilo metálico resistente, al cual se le han soldado dos hilos de un material buen conductor los cuales salen al exterior a través del cristal. Justo frente a él, dentro de la ampolla, se ha colocado una placa metálica, la cual también tiene soldado un hilo conductor que sale al exterior a través del vidrio de la ampolla.

El hilo metálico resistente se llama filamento y, solo en este caso como veremos posteriormente, hace las veces de cátodo del diodo. Es decir, en este tipo de válvula primeriza el propio filamento también es el cátodo. Por este motivo, a esta clase particular de diodo termoiónico se le conoce como diodo de caldeo directo.

La placa metálica, conocida simplemente como "placa", es el ánodo del diodo. A todo el conjunto, incluida la ampolla de vidrio, se le llama diodo termoiónico o de vacío.

Podemos ver el símbolo electrónico utilizado para representar a este diodo en la ilustración que incluimos.

Mas adelante hablaremos de otro tipo de válvula diodo perfeccionada con respecto a esta, la cual está exenta de los inconvenientes que sí tenía la primera debido a que usaba el propio filamento de cátodo, propiciando así la aparición de ciertos problemas si no se tomaban las debidas precauciones.

Tal y como hemos mencionado en la introducción, a los electrodos del diodo termoiónico se les llama de idéntica forma que a los del diodo semiconductor.

Esto es así debido a que sus comportamientos son del todo similares en uno y en otro caso como vamos a ver a continuación.


COMPORTAMIENTO DEL DIODO DE VACÍO

Efectivamente, el diodo termoiónico realiza la misma función que un diodo de cristal o semiconductor. Por ejemplo, puede funcionar como detector, ya que solo permite el paso de corriente en un sentido.

Para comprobar esto vamos a construir un pequeño circuito con solo unos pocos componentes. Montaremos una válvula diodo junto a un amperímetro de corriente contínua con la configuración que vemos en la figura adjunta.

Al filamento (cátodo) le conectaremos una batería capaz de calentarlo lo suficiente para producir en él el efecto termoiónico, y de esta manera que sea capaz de emitir electrones abundantemente (generalmente ha de ponerse al rojo vivo).

Entre uno de los terminales del cátodo o filamento y la placa del diodo, conectaremos otra batería en serie con el amperímetro.

En principio, el borne positivo de esta otra batería, la cual es de una tensión elevada (por lo general mayor de 100 voltios), lo conectaremos a la placa a través de dicho amperímetro. El negativo de la batería lo conectaremos por su parte a uno cualquiera de los terminales del cátodo.

Con esta batería así conectada, la placa resulta ser positiva con respecto al cátodo y produce una irresistible atracción sobre los electrones que salen de este último. El cátodo, por lo tanto, cede estos electrones a la placa a través del vacío creado dentro de la ampolla, sin que absolutamente nada se interponga en su camino.

A propósito de lo anterior cabe decir aquí que es lógico que, para que el diodo funcione correctamente, se tenga que efectuar el vacio en su interior, ya que de lo contrario las propias moléculas de aire constituirían un verdadero obstáculo para los electrones viajeros que intentasen alcanzar la placa positiva.

Si no se hiciera el vacío dentro de la ampolla de cristal los electrones bombardearían a las moléculas de aire de su interior y se verían seriamente frenados. Incluso su trayectoria se desviaría y se impediría que llegaran a su destino, la placa o ánodo, por lo que el funcionamiento del diodo sería defectuoso.

Sigamos adelante una vez aclarado el punto. De la manera que anteriormente hemos explicado, se establece un flujo de electrones que va del cátodo a la placa por dentro de la válvula y desde la placa al cátodo por el circuito exterior a esta, atravesando amperímetro y batería para acabar de nuevo en su ubicación original.

Podemos comprobar la existencia de esta corriente eléctrica con solo mirar el amperímetro, el cual da buena cuenta de ella mediante el desplazamiento de su aguja.

Ahora vamos a invertir la polaridad de esta batería. Su polo negativo lo conectaremos a la placa de la válvula a través del amperímetro, mientras que su polo positivo lo vamos a conectar a uno de los extremos del cátodo (ver ilustración).

En estas circunstancias la placa adquiere polaridad negativa con respecto al cátodo. Los electrones que logran salir despedidos del cátodo debido al efecto termoiónico vuelven otra vez a él, ya que son repelidos por la carga negativa que la placa tiene con respecto al cátodo, al tiempo que son atraidos por este último al tener carga positiva con respecto a la placa. Los electrones no pueden en esta ocasión atravesar el vacío que separa cátodo y ánodo.

Por este motivo, ahora el amperímetro no marcará el paso de absolutamente ninguna corriente eléctrica, permaneciendo su aguja a la izquierda, señalando al cero. La intensidad de corriente a través del circuito es ahora completamente nula.

Con esto queda demostrado que el diodo termoiónico conduce interiormente solo en un sentido, desde el cátodo hacia la placa, y solo cuando al primero lo polarizamos negativamente con respecto a la segunda, que tendrá que ser positiva.


ALGUNAS CONSIDERACIONES

Cuando polarizamos al diodo de vacío de forma inversa, haciendo la placa negativa con respecto al cátodo, los electrones que salen de este último vuelven a él debido al campo eléctrico creado entre los dos electrodos. Son repelidos por el potencial negativo de la placa y atraidos por el positivo del cátodo.

En ese momento, el número de electrones que salen del cátodo es igual al número de los que vuelven a él, formándose a su alrededor una verdadera "nube de electrones", donde coexisten tanto los que salen como los que entran. A esta "nube" de cargas negativas se la conoce como "carga espacial" o "carga de espacio".

Son precisamente los electrones de la carga espacial del cátodo los que la placa, cuando es positiva con respecto a aquél, atrae hacia ella para producir la corriente a través del diodo. A esta corriente, que pudimos medir con el amperímetro en el experimento anterior, se le conoce como corriente de placa.

Otro punto importante a tener en cuenta es que, a los diodos de caldeo directo, es decir, los que hemos estudiado hasta el momento, había que calentarle el filamento con corriente continua, ya que al ejercer este al mismo tiempo de cátodo, el rizado de la corriente alterna podía transmitirse a la corriente de placa, provocando un zumbido indeseable.

Para evitar este efecto y hacer al cátodo del diodo completamente independiente de su filamento, aparecieron los llamados diodos de caldeo indirecto.

En estos últimos tubos de vacío, el filamento queda recubierto por un pequeño cilindro metálico que resulta ser el verdadero cátodo. Este cilindro es calentado por el filamento, sin que exista ningún tipo de contacto entre ellos, y es el encargado de provocar la emisión de electrones. En este caso el filamento única y exclusivamente ejerce la función de elemento calefactor.

El funcionamiento del diodo termoiónico de caldeo indirecto es mucho más seguro y fiable que el de su predecesor. En la ilustración adjunta puedes ver su símbolo.

Aquí vamos a parar por el momento el estudio de estas válvulas termoiónicas. Como ves, la profundidad en la que nos hemos zambullido es escasa, ya que creemos que debido a que su uso en la actualidad no es masivo, un estudio más profundo de estos componentes electrónicos carecería de interés práctico.

Hasta la próxima, nos vemos aquí en Radioelectronica.es, tu punto de encuentro.

 

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