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Teoría
Las válvulas de vacío VIII

Llegamos al artículo número ocho y último dedicado a las válvulas de vacío. Estudiaremos en él dos de las más usadas en su dia, junto con el triodo. Nos referimos al tetrodo y al pentodo termoiónicos.

Aunque existían válvulas de más electrodos, las mismas eran utilizadas principalmente en montajes muy específicos y particulares, por lo que creemos que con los dos tipos mencionados cumplimos ampliamente con nuestro objetivo de dar a conocer superficialmente estos antiguos componentes electrónicos.

Además, en la actualidad aún se siguen empleando tanto triodos como pentodos en ciertas aplicaciones, por ejemplo en determinados amplificadores lineales de RF. Incluso hemos podido ver algunos amplificadores de audio actuales fabricados con estos componentes ya que, según la opinión de muchos expertos en sonido, la calidad, fidelidad y limpieza que se obtiene mediante tubos de vacío es superior a la conseguida mediante el uso de semiconductores.

Sin embargo, el resto de válvulas de más electrodos han caido en completo desuso, a excepción de las que montan los receptores que se fabricaron por aquellos años y que aún continúan funcionando en la actualidad, por lo que no serviría de gran cosa escribir un artículo dedicado a ellas.

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Otros Temas Interesantes
Noticias
Calculador de decibelios

Parece que es mucha la confusión que existe en torno a esta unidad de medida relativa aunque, para hablar con exactitud, no podemos decir que se trate de una "unidad de medida" propiamente dicha (de ahí el calificativo de "relativa"). Hablamos del decibelio. ¿Es cierto que es algo tan complicado?.

Como ocurre con otros conceptos, la web está plagada de información sobre ello, aunque desgraciadamente gran parte de esa información no es entendible con facilidad por aquellas personas que no están relacionadas directamente con algún sector técnico (electricidad, electrónica, audio, física, radio, televisión, etc...).

Por ello hemos decidido escribir un artículo que trate de clarificar y desmitificar este término, aunque eso será más adelante. Por ahora queremos dejaros una herramienta que os será de mucha utilidad para comprender lo que diremos en el mencionado artículo y, por qué no, si os dedicáis profesionalmente o no a ejercer alguna actividad relacionada con temas técnicos.

Clica en "Leer completo..." para más detalles.

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Radioaficionados
Previo para micrófonos electret

Hasta el momento no habíamos hablado de los micrófonos de condensador. Para muchos profesionales de la sonorización, el micrófono de condensador es el máximo exponente en cuanto a calidad se refiere por su gran fidelidad, respuesta prácticamente plana en todo el margen de audiofrecuencias y una relación señal ruido mas que envidiable entre otras características interesantes. No obstante, este tipo de micrófono no está exento de inconvenientes, entre los más importantes cabe destacar su elevado costo.

Sin embargo, para alegría de muchos, existe una variante de micrófono de condensador en el que se unen las buenas cualidades de su predecesor original con un más que asequible precio de mercado. Nos referimos al micrófono electret.

A pesar de que con el micrófono electret se elimina, entre otras, la barrera del precio, hemos de decir que dicho micrófono no puede usarse tal cual en cualquier circuito, ya que la señal que suministra es demasiado baja e incapaz de atacar correctamente al preamplificador existente en la mayoría de dispositivos de audio.

En este artículo vamos a ver algunos detalles sobre este tema y, además, vamos a publicar el esquema eléctrico de un preamplificador especial, muy fácil de llevar a la práctica por cierto, de manera que podamos usarlo en cualquier equipo con una entrada de B.F., incluyendo una emisora de radioaficionado. ¿Te parece buena la idea?. Síguenos.

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Miscelanea
Tira a matar - Juego de reflejos

¿Con que rapidez responde tu cuerpo a los impulsos externos?. ¿Cuanto tiempo necesitarías para reaccionar ante un peligro inminente?. Si oyes un disparo cercano ¿tus reflejos te hacen "salirte del pellejo"?.

Para poner a prueba la rapidez de respuesta a tus estímulos nerviosos hemos ideado un pequeño circuito con el que podrás medirte en este aspecto con otra persona, y de paso cultivar la faceta "reflexológica" del ser humano. Se trata de algo así como un duelo, lógicamente sin pistolas y sin balas pero eso si, al ser del todo electrónico, con botones y con luces.

Una vez construido el dispositivo se dispondrán dos botones de mayor o menor tamaño, los cuales accionarán sendos pulsadores conectados a nuestro circuito. Al oir una señal, los dos participantes se apresurarán a pulsar su correspondiente botón.

El más rápido de los dos se llevará el gato al agua y ganará el juego. Su victoria quedará fehacientemente constatada porque la luz que le corresponde indicará ese hecho.

Comenzamos con esta reseña una nueva categoría de artículos a la que llamaremos "Miscelánea", en la que tendrán cabida una amplia variedad de temas con multitud de contenidos. Esperamos que esta novedad sea de tu agrado.

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Práctica
Soldador de temperatura controlada económico

Si es la primera vez que vas a comprarte un soldador es muy probable que te encuentres en una disyuntiva. En primer lugar, no tienes ni idea a que tipo de trabajos vas a enfrentarte y por ese motivo no te decides por una punta determinada.

Después está el tema de la potencia necesaria para el calentamiento: ¿Estarían bien 15W? ¿o quizás serían deseables 30W? ¿Prefieres a lo mejor un soldador de 60W para trabajos de cierta entidad?.

La evidente realidad es que el soldador tendría que elegirse en consonancia con el tipo de trabajo que uno vaya a realizar. Para soldaduras de componentes muy pequeños, delicados y los de tipo SMD es preferible un soldador de punta fina y de unos 15 watios. Sin embargo, si vas a usarlo para trabajos mas generales (componentes estandar, cables de conexión de cierto grosor, etc...) lo mejor sería acudir a uno de más potencia, como por ejemplo 30 watios.

Y si haces montajes que necesiten de alguna soldadura a masa localizada en la propia caja o chasis metálico del aparato que construyes, entonces lo mejor sería uno de 60 watios como poco y con un generoso tamaño de punta que permita el calentamiento de una zona amplia, de manera que esa soldadura no te salga "fria".

La pregunta que surge es: ¿no existe un soldador que permita la consecución óptima de la mayoría de los trabajos que un técnico electrónico realiza normalmente hoy dia?. La respuesta la tienes a continuación.

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Teoría
Intensidad de corriente eléctrica

Llegó el momento de cuantificar. Hasta ahora nos hemos expresado en términos generales, en un sentido algo abstracto. No hemos hablado aún de cantidades concretas, no hemos definido, matemáticamente hablando, los conceptos que hemos expuesto. Ahora es el momento de comenzar a puntualizar dichos conceptos, de darles una identidad numérica. Hemos hablado de electrones, hemos dicho que se mueven empujados por la d.d.p. existente entre dos polos, que cuanto mayor es esta d.d.p. mayor es la fuerza que los empuja y por lo tanto mayor es la corriente eléctrica que producen.

Pero... ¿De cuantos electrones estamos hablando? ¿De diez electrones? ¿De mil electrones? ¿De diez mil electrones? ¿Que cantidad de ellos intervienen cuando se produce una corriente eléctrica? ¿Es constante este número a lo largo de un circuito eléctrico? Y como dato curioso (aunque además nos servirá para captar un concepto muy importante necesario para el estudio de la radio)... ¿A que velocidad se mueven? ¿Tienen preferencia por alguna parte del conductor por el que circulan? Todo esto lo puedes saber si lees este artículo.

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Noticias
Aprende a manejar el polímetro digital

En vista de todos los visitantes de nuestro blog que nos escriben haciendonos preguntas sobre el uso correcto del polímetro digital nos hemos decidido a crear un completo curso sobre este tema en el que tiene cabida tanto la información enfocada a los que empiezan a usarlo como aquella destinada a los que tienen conocimientos más avanzados de electrónica.

La obra tiene una extensión de más de 200 páginas y comienza con temas muy elementales, como mediciones de tensiones en pilas y baterias, para aquellos que nunca han tenido un polímetro entre sus manos.

Poco a poco el nivel técnico va aumentando, de manera que el lector irá aprendiendo casi sin darse cuenta a manejar esta herramienta de forma diestra, asimilando paulatinamente aquellos conocimientos que a lo largo de los años han ido adquiriendo los profesionales de la reparación eléctrica y electrónica.

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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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