Historia de la radio, parte 2

Produciendo chispas

En el articulo anterior vimos como Rudolf Hertz encontró que las chispas eléctricas producían ondas electromagnéticas predichas unos años antes por James Maxwell. Muchos científicos se interesaron por el descubrimiento de Hertz y para ellos necesitaban de una fuente que produjera chispas eléctricas. Para producir chispas eléctricas se necesita tener un alto voltaje entre dos terminales metálicos separados por una pequeño espacio de aire.

El aire es normalmente mal conductor de la electricidad pero si los conductores están muy cerca, se crean un campo eléctrico proporcional a su diferencia de potencial o voltaje entre ellos, entonces llega un momento que el fuerte campo eléctrico provoca una ionización del aire  que se vuelve conductor y es lo que entonces vemos como una chispa. Se requiere un potencial de aproximadamente 3000 voltios por centímetro para lograr chispa eléctrica.

Entonces el interés de los científicos fue tener fuente de corriente eléctricas que dieran altos voltajes para generar chispas  fuertes para continuar con los experimentos de producir ondas electromagnéticos mas vigorosas. A finales del siglo 19 el mejor generador de alto voltaje era las llamadas bobinas de inducción las cuales fueron perfeccionadas por Nicolas Tesla y son mas conocidas como Bobinas de Tesla.

En la figura que sigue se muestra un circuito de como funciona una bobina de inducción

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Tenemos un núcleo dibujado en amarillo que es de hierro al cual se han enrollado alambre eléctrico formando dos bobinados que llamaremos a uno primario (en rojo) y al otro secundario (en azul), Si hacemos pasar corriente por uno de los bobinados, el núcleo se convierte en un imán, o mejor dicho un electroimán. Al frente del núcleo se dispone de una armadura que es una lamina también de hierro que cuando el núcleo se convierta en imán sera atraída hacia el núcleo. la armadura tiene tocando un contacto metálico que es una contacto cerrado cuando la armadura esta en reposo, pero si la armadura es atraída por el núcleo el contacto eléctrico se interrumpe.

El circuito eléctrico con una batería se implementa como se muestra la figura. En el circuito incluimos un interruptor para mejor control. Si el interruptor se cierra una corriente empezara a circular por la bobina y el núcleo se imantara. La armadura es atraída abriendo la continuidad del circuito. Al abrirse la circulación de corriente la bobina se desenergiza y la armadura regresara a su posición natural. Pero si la armadura regresa u posición inicial, el contacto vuelve a cerrarse por lo que nuevamente pasara corriente por la bobina ocasionando nueva atracción de la armadura y nueva interrupción del circuito. Lo que conseguimos es que la armadura empieza a vibrar ocasionando un flujo cíclico de corriente por el núcleo mientra tengamos cerrado el interruptor. La frecuencia de esta vibración sera determinada por la construcción física, la rigidez de la armadura  y otros factores físicos.

El flujo cíclico de corriente ocasionan un campo magnético que cambia cíclicamente al ritmo de la corriente, y este cambio cíclico de flujo magnético ocasiona una inducción en el bobinado secundario. El voltaje inducido en el secundario, como el caso de los transformadores, es proporcional a la relación  de espiras  que tengan los bobinados primarios y secundarios. Por ejemplo si el bobinado primario tiene 10 vueltas y el secundario 1000 vueltas, entonces la relación de espiras sera de 1 a 100, si el voltaje de la batería es de 5 voltios entonces el voltaje en el secundario sera 100 veces mas, es decir 500 voltios.

Construyendo la  bobina y componentes adecuadamente podemos generar voltajes de algunos miles de voltios lo que nos producirán chispas eléctricas fuertes. Cada vez que se cierre el interruptor se produce una chispa eléctrica que produce ondas electromagnéticas que se propagan a distancia. al abrir el interruptor se suspende la emisión de chispa.

Entonces, nosotros podemos generar ondas electromagnéticas que son manipuladas por el interruptor. El siguiente paso es lógico, como interruptor podemos poner una llave o manipulador de los usados en telegrafía y la secuencia de cierres de la llave puede ser una codificación de señales en código morse. Las ondas electromagnéticas generadas pueden ser detectadas a distancia y serán de la misma secuencia introducida en el manipulador. Lo que se consiguió fue transferir información telegráfica sin el uso de alambre o hilos por lo que paso a llamarse telegrafía inalámbrica (en ingles wireless).

Estos primeros emisores de telegrafía inalámbrica se conocen con el nombre de transmisores de chispa. En la siguiente figura se muestra uno de estos primitivos aparatos donde se puede ver la bobina tapada en una caja de madera .

.(tomado de De Rob Flickenger – originally posted to Flickr as Spark gap transmitter, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12064662)

 

 

 

 

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