|
Autor:
Ing. Víctor Cires
Gavidia
Octubre, 2003
|
U
|
na tarde en 1883, estaba Tomás A. Edison
experimentando con su bombilla eléctrica (foco),
tratando de evitar que se ennegreciera el vidrio por
los materiales provenientes de su filamento
incandescente.
Para ello colocó una plaquita metálica dentro de la
bombilla, pero aislada del filamento y conectada con
un alambre a través del vidrio.
|
|
Al conectar una batería entre el filamento y su placa,
observó que circulaba corriente cuando conectaba la
placa al electrodo positivo de la batería y el
filamento al electrodo negativo y no circulaba
corriente si invertía la conexión (el polo negativo a
la placa y el positivo al filamento). Este efecto se denominó "efecto Edison" y ha servido,
entre otras cosas para "rectificar" la corriente.
Si, por si les pareciera poco, aparte de tener
corriente continua, alterna, monofásica, trifásica,
transformada, etc., existe la que se conoce como
corriente "rectificada".
A. A. Fleming, aprovechando el efecto Edison,
construyó una válvula mejorada a la que llamó
rectificador o diodo.
Si conectamos un diodo (o válvula de Fleming) en
serie, en un circuito monofásico de corriente alterna,
el diodo dejará circular la corriente en un solo
sentido e impedirá el paso de la corriente en sentido
opuesto.
Con este diodo en serie, hemos convertido la corriente
alterna en una corriente "rectificada", es decir en
corriente que fluye en un solo sentido, aún cuando su
amplitud (su valor) sea variable, por aumentar de cero
a un valor máximo y luego disminuir nuevamente a cero,
dejando de circular durante el siguiente medio ciclo
en que se invierte el sentido del voltaje.
Para algunos casos, esta corriente rectificada nos es
suficiente, como en los automóviles, en que podemos
rectificar la corriente del alternador para cargar la
batería; pero en otros casos se hace necesaria la
corriente continua, sin estas variaciones de
intensidad, como es el caso de los teléfonos.
Una corriente rectificada, la podemos convertir en
corriente continua filtrándola.
El filtro, puede ser de uno o varios pasos, según el
grado de "pureza" o que tan constante queramos que sea
la corriente continua, o que tan poca componente de
corriente alterna queramos que tenga.
Si conectamos en paralelo, es decir a través de las
líneas, un capacitor después del diodo, éste se
empezará a cargar desde el instante en que el voltaje
de la línea sea suficientemente mayor que el del
capacitor, y éste permanecerá cargado, mientras no
exista alguna corriente que lo descargue; por ejemplo
si conectamos una resistencia a través del capacitor.
Si además conectamos en serie en la línea un
"reactor", es decir una bobina enrollada en un núcleo
magnético, sabemos que dicha bobina con su circuito
magnético (reactancia inductiva), se opone a la
variación de la magnitud de la corriente, es decir
presenta dificultad a que la corriente aumente y trata
de evitar que disminuya.
Con ambos elementos (filtro de un paso), conectados en
el circuito, obtenemos de la corriente rectificada,
una corriente continua.
Esta será tanto más "pura", es decir más constante
cuantos más filtros coloquemos en el circuito.
Lee de Forest, modificó el diodo de Fleming, agregando
(a la válvula termoiónica), un tercer elemento: la
rejilla.
Esta rejilla de alambre que de Forest colocó entre el
filamento y la placa del diodo, por lo que su válvula
de tres elementos se llamó "triodo", le sirvió para
regular la corriente circulante entre el filamento y
la placa.
Veamos cómo es esto:
Conectó una fuente de voltaje variable, que se puede
hacer por ejemplo sacando una derivación de una
resistencia conectada a una batería y conectó su
fuente entre la rejilla y el filamento, de manera que
la rejilla se pueda hacer negativa con respecto al
filamento.
Al aplicar un voltaje a la rejilla, negativo con
respecto al filamento, la corriente entre el filamento
y la placa positiva disminuye, de manera que con un
voltaje relativamente pequeño aplicado entre la
rejilla y el filamento se pueden producir grandes
variaciones de corriente entre el filamento y la
placa.
Con el invento del triodo, Lee de Forest de hecho
construyó un amplificador, pues aplicando un pequeño
voltaje entre el filamento y la rejilla, podía obtener
un voltaje mucho más grande en una resistencia
conectada en el circuito entre la placa y el
filamento.
Su amplificador, podía amplificar una señal de
voltaje.
Su amplificador tuvo grandes aplicaciones para
amplificar pequeñas señales, como en el caso de los
teléfonos o en las señales de "radio", utilizadas por
Marconi en la comunicación inalámbrica.
Con el triodo también se pudo construir un oscilador,
que producía oscilaciones sostenidas (sin
amortiguación), retroalimentando la oscilación en la
bobina a otra pequeña bobina que aplicaba el voltaje
en ella inducido entre la rejilla y el filamento, de
un triodo cuyo circuito de placa filamento, estaba
conectado al circuito oscilatorio.
Marconi puso en práctica estos "descubrimientos" y
pudo enviar y detectar sus señales de "radio" a
grandes distancias.
Además, "modulando" la oscilación, pudo enviar el
sonido o la palabra.
La "modulación", consiste en superponer una señal
(voltaje) de la frecuencia del sonido a la oscilación
de alta frecuencia que va a "radiar" la señal.
Esta modulación se puede efectuar aumentando (o
disminuyendo) la amplitud de la corriente oscilatoria,
lo que se llama como modulación de amplitud en inglés
Amplitud Modulation o A.M., o aumentando (o
disminuyendo) la frecuencia de la corriente
oscilatoria, lo que se denomina modulación de
frecuencia en inglés Frequency Modulation o F.M.
De cualquier forma esta "radiación" la efectúa una
corriente de alta frecuencia emitida por una antena.
A esta corriente de alta frecuencia, los radiotécnicos
le llaman la "portadora", porque es la que se encarga
de llevar a través del espacio la señal de sonido (o
la que sea) que se quiere transmitir.
En otra antena, en el receptor, se detecta (se induce)
un pequeño voltaje (del orden de milésimos o
millonésimos de volt, dependiendo de las condiciones),
que al ampliarlo, nos permite reproducir la señal
transmitida.
La antena debe cumplir ciertas condiciones para
producir una radiación efectiva, debe ser "resonante"
a la frecuencia de transmisión y su longitud
corresponder a la longitud de onda o a una fracción
entera de dicha radiación, es decir, 1/2 o 1/4 de
onda.
Pero, ¿cual es la longitud de onda?
Se le llama longitud de onda a la distancia en metros
(o en cualquier otra medida de longitud) existente
entre dos puntos iguales de una onda.
Por ejemplo entre los dos puntos de máxima amplitud.
Si colocamos dos corchos flotando en el lago y
producimos ondas, se dice que los corchos están a una
distancia de una onda (longitud de onda) cuando ambos
suben y bajan simultáneamente, al ser alcanzados por
dos ondas contiguas y perpendiculares a la
trayectoria, y la cual es la línea trazada del uno al
otro corcho.
Desde luego que la longitud de onda será más grande
mientras mayor sea la velocidad de propagación, habrá
más metros entre una cresta y la otra y será tanto más
corta, cuanto mayor sea la frecuencia de la
oscilación.
Por eso los radiotécnicos les llaman transmisiones de
onda larga o de onda corta, dependiendo de la
frecuencia de transmisión de la portadora.
Pero, ¿a qué velocidad se transmiten estas ondas
radiadas por la antena?
Maxwell nos dijo que la velocidad de propagación de
una onda electromagnética en el espacio es la
velocidad de la luz, o sea aproximadamente 300 000 km.
por segundo.
La demostración matemática de esta velocidad se
explica en el apéndice 2.
Claro que esto lo dijo basándose en su teoría
electromagnética de la luz.
Teoría que extendía a cualquier radiación
electromagnética en el espacio, la cual experimentó
Hertz y comprobó cuando saltó una pequeña chispa entre
las puntas de los alambres de una bobina colocada a
unos metros en el otro lado de su laboratorio. |
|
