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Autor:
Ing. Víctor Cires
Gavidia
Octubre, 2003
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o me refiero al estado de ánimo o al comportamiento,
al aspecto, a la manera de actuar o de vestirse, a la
forma de tratar a los demás, o al peinado de
Rodolfo
Hertz, como algunos chavos (jóvenes) de esta
época podrían pensar, sino a unas ondas misteriosas
que produjo y
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con las que estuvo experimentando entre l885 y l889.
Como verán fueron casi cinco años los que le llevó poder
confirmar su idea.
Pocas veces, por no decir casi nunca, los
"descubrimientos" de los inventores o de los
científicos son producto de la casualidad.
Como decía Edison cuando le preguntaban cómo hacía sus
inventos: Son producto de 1 % de inspiración y 99 % de
perspiración (sudor).
Si, los descubrimientos científicos no suceden
espontáneamente, se necesita primero ponerse a pensar,
establecer una teoría y ponerse a comprobarla, o
tratar de comprobar una teoría establecida por otro.
Lleva años comprobar cuales son los caminos
equivocados.
¿No le descorazona, le decían a Edison, cuando estaba
tratando de inventar su bombilla o foco eléctrico,
haber realizado 99 experimentos infructuosos?,
¡No!, contestaba, ahora ya sé 99 formas en que no
funciona.
El caso es que Rodolfo Hertz estaba tratando de
comprobar la teoría de uno de los mayores genios que
la Humanidad ha producido, Jaime Clerk Maxwell.
Descargó una botella de Leyden, conectada en serie con
una bobina, produciendo la chispa correspondiente.
En otro extremo de su laboratorio había dispuesto una
bobina similar, separando sus puntas una fracción de
centímetro.
Ante la atónita mirada de su ayudante, que no daba
crédito a sus ojos, comprobó, que al descargar la
botella en serie con la primer bobina, se producía una
pequeña chispa entre las puntas de la segunda colocada
en el otro extremo del cuarto.
¡Había comprobado la existencia de las ondas
Hertzianas u ondas electromagnéticas, como Maxwell
había previsto!
¡Aquí si que tenemos acción a distancia! no se trata
solamente de la acción magnética de un campo a través
de un entrehierro, sino del efecto producido en una
bobina colocada a metros de distancia.
¿Cómo sucede esto?
Bueno, el principio se lo debemos a Maxwell, aunque
fue Hertz quién lo comprobó experimentalmente.
Maxwell había descrito matemáticamente, su teoría
electromagnética, en la que decía que una corriente
alterna, debe producir un campo electromagnético y que
parte de ese campo electromagnético asociado al
conductor debe ser "radiado" al espacio.
Para poder comprobarlo, debemos empezar por estudiar
el fenómeno de la "resonancia".
Los músicos, los ingenieros civiles y los
electrotécnicos de comunicaciones, conocen muy bien
este fenómeno.
Si se toca una nota en un piano, haciendo vibrar la
cuerda correspondiente, la cuerda que produce la misma
nota en un violín o una guitarra colocada cerca,
empieza a vibrar al unísono, se produce el fenómeno de
"resonancia".
Este fenómeno, también lo conocen y lo temen, los
ingenieros civiles.
Si un puente, que puede aguantar muchas toneladas, es
atravesado por un ejército en marcha, marcando el
paso, puede suceder, que la frecuencia de las pisadas
del ejército coincida (sea resonante) con la
frecuencia natural de vibración del puente, (como en
un péndulo) y el puente empiece a oscilar
peligrosamente.
El puente de suspensión Tacoma Narrows construido en
Puget Sound en el estado de Washington, en 1940 se
destrozó cayendo al río por el efecto resonante de
ráfagas de viento que lo hicieron oscilar.
Es un experimento que podemos realizar fácilmente en
una lancha en el lago.
Si empezamos a efectuar un movimiento de oscilación en
la lancha, encontraremos una frecuencia (frecuencia de
resonancia), en que nuestros movimientos de vaivén
coincidan con los de la lancha, hasta que podemos
llegar a voltearla.
No les recomiendo que lo hagan por el chapuzón y
regañada correspondiente.
Volvamos con Hertz.
Al conectar un capacitor previamente cargado, con una
bobina, se produce entre ambos una corriente
oscilatoria.
Veamos en detalle que sucede:
Supongamos que el capacitor está cargado, hay una
diferencia de potencial, es decir un voltaje entre sus
terminales: exceso de electrones en una y defecto en
la otra.
Al conectarlo a la bobina, empezará a fluir una
corriente de electrones del capacitor a la bobina, el
capacitor empieza a descargarse.
Pero en la bobina se empieza a formar un campo
magnético que va en aumento induciendo un voltaje
(auto inducción), que se opone al aumento del campo
magnético, es decir que se opone a la corriente que
trata de salir del capacitor.
La corriente de descarga del capacitor va disminuyendo
cada vez más hasta que se hace cero, cuando la energía
que había estado almacenada en el capacitor, se ha
transferido ahora al campo magnético de la bobina.
Al cesar el flujo de corriente, cuando el capacitor
está descargado, el campo magnético de la bobina va a
tratar de desaparecer y al ir disminuyendo, inducirá
un voltaje, por lo tanto una corriente, que se opone a
su desaparición, corriente que va a fluir hacia el
capacitor cargándolo, ahora con voltaje inverso, que
llegará a un máximo, cuando el campo magnético haya
desaparecido y el capacitor tendrá ahora el máximo
voltaje de sentido inverso, quedará cargado, ahora en
sentido inverso.
Estamos otra vez como empezamos, pero ahora con el
capacitor conectado a la bobina con un voltaje
(inverso) que va a producir una corriente que
descargará al capacitor, producirá en la bobina un
campo magnético...
¿Se dan cuenta que hemos producido una corriente
oscilatoria?
La carga del capacitor, produce una corriente que pasa
la energía almacenada en él, al campo magnético de la
bobina, que a su vez, devuelve la energía almacenada
en el campo magnético al capacitor.
¿No se parece esto a un columpio?
Este paso de energía del capacitor a la bobina y de
ésta nuevamente al capacitor lo produce la corriente
eléctrica que circula de uno a la otra alternadamente.
Hemos producido una corriente alterna, corriente
oscilatoria de determinada frecuencia.
¿Cuál es la frecuencia de esta corriente?
Bueno, depende de las "constantes" del circuito
eléctrico: depende de la capacidad del condensador o
capacitor y de la inductancia de la bobina.
Claro que, las oscilaciones del circuito van a ir
disminuyendo de intensidad con el tiempo, se van a
amortiguar, debido a las pérdidas de energía que se
producen en la resistencia del circuito y de la
energía radiada.
Sucede como con el columpio, la magnitud de la
oscilación será cada vez menor, debida a las pérdidas
de fricción, pero la frecuencia de estas oscilaciones
permanece constante.
Maxwell había previsto, como veremos más adelante en
su teoría electromagnética de la luz, que parte de
esta energía sería radiada al espacio.
La comprobación de esa radiación era lo que Hertz
andaba buscando en sus experimentos, que comprobaron
la existencia de dicha radiación.
En honor de sus trabajos, a la frecuencia de las
oscilaciones eléctricas (ciclos por segundo), les
llamamos ahora Hertzs.
Un ciclo por segundo es un Hertz.
No tardó un italiano, Guillermo Marconi, en encontrar
una aplicación práctica de este fenómeno, inventando
el "radio".
El radio transmisor consiste en un circuito eléctrico
oscilatorio (capacitor y bobina).
El éxito se debe a poder mantener las oscilaciones
constantes, sin que se amortigüen, alimentando al
circuito, (los radiotécnicos le llaman circuito
tanque, o circuito retroalimentado), con energía que
le suministra el impulso necesario en el instante
preciso para mantener la oscilación sin que se
amortigüe, suministrando la energía que se pierde.
El segundo paso fue "modular", es decir superponer a
esta corriente de alta frecuencia, (corriente
portadora) el sonido, o sea las frecuencias variables
de sonido provenientes de un micrófono.
Claro que todo esto lo facilitó el invento de las
válvulas de Juan A. Fleming y
Lee de Forest.
Veamos cómo empezó el asunto. |
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