CONCEPTOS BASICOS

CONCEPTOS BÁSICOS

AURA MARCELA TORRES TORRES

MAGDA LUCERO TORRES LOPEZ

GRADO 1003

PRESENTADO A EL PROFESOR MAURICIO CORDOBA EN EL AREA DE PRACTICA

INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS ARTURO TORRES PEÑA

SANTA ROSA DE VITERBO

2011

SISTEMAS ELECTRÓNICOS

Entendemos por sistema electrónico a un conjunto de dispositivos que se ubican dentro del campo de la ingeniería y la física y que se encargan de la aplicación de los circuitos electrónicos cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para generar, recibir, transmitir y almacenar información.

La información de la que estamos hablando puede consistir en voz o música en un receptor de radio, en números, en una imagen en la pantalla de televisión o en datos que aparecen en una computadora. Los sistemas electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar dicha información: amplificación de señales débiles para que pueda utilizarse correctamente, generación de ondas de radio, extracción de información, operaciones lógicas como los procesos electrónicos que se desarrollan en los ordenadores, etc.

Si deseamos saber el comienzo de los sistemas electrónicos debemos retroceder sólo un poco en la historia, la introducción de los tubos de vacío al comienzo del siglo XX propició el fugaz crecimiento de la electrónica moderna, mediante estos dispositivos se pudo lograr la manipulación de señales, algo que no podía realizarse en los antiguos circuitos telefónicos y telegráficos. Mediante estos tubos de vacío se pudieron amplificar las señales de radio y los sonidos débiles; el desarrollo de una amplia variedad de tubos los cuales fueron diseñados para funciones específicas, posibilitó el progreso de las primeras computadoras y el avance de la tecnología de comunicación radial antes de la II Guerra Mundial.

Evolución de los sistemas electrónicos

El transistor, creado en 1948, reemplazó caso totalmente al tubo de vacío en la mayor parte de sus aplicaciones, los progresos subsiguientes que se dieron en los sistemas electrónicos llevó al desarrollo del circuito integrado en la década del 70’; estos dispositivos tienen la capacidad de contener miles de transistores en un pequeño trozo de material, permitiendo así construir circuitos electrónicos complejos como los de las microcomputadoras, equipos de video, sonido y satélites de comunicaciones. El desarrollo de los sistema electrónicos revolución por completo el campo de las comunicaciones tanto como la gestión de información y la informática; los circuitos integrados que dichos sistemas poseen han permitido reducir el tamaño de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costos de fabricación y mantenimiento de diversos sistemas, ofreciendo, a su vez, una mayor fiabilidad y velocidad. Relojes digitales, juegos electrónicos, notebooks, son claros ejemplos; otro avance fundamental fue la digitalización de las señales de sonido, proceso en donde la amplitud y frecuencia de una señal de sonido se codifica de manera digital; la música grabada a través de este formato se caracteriza por una fidelidad que no era posible de alcanzar con los métodos antiguos de grabación.

Sistemas electrónicos de información y control

Como hemos mencionado previamente, los sistemas electrónicos han mejorado de forma significativa, es por eso que la tecnología no deja de sorprendernos; se ha inventado recientemente un nuevo sistema electrónico de identificación animal el cual es capaz de eliminar los sistemas actuales de identificación tanto de animales como de productos cárnicos.

La nueva tecnología nos permite una automatización de los procesos on line en las explotaciones ganaderas, salas de despiece, mataderos e industrias cárnicas; esta técnica fue desarrollada por la empresa vasca INKOA, la misma tiene como ojetivo otorgar soluciones agroalimentarias en los procesos ganaderos. Es así como diseñó la identificación electrónica animal (IDELAN), mediante este sistema electrónico se obtiene una mayor seguridad y rapidez, así como rigor en la disponibilidad de información y en la automatización; dicho sistema está integrado por identificadores electrónicos, un crotal auricular, lectores, software de tratamiento de datos y sistemas de automatización y control.

Esta tecnología elimina errores de lectura y transcripción, evita pérdida de información y agiliza la realización de controles; además acelera la transmisión de datos y permite el control y automatización de las explotaciones ganaderas. Los creadores de este sistema electrónico aseguran que se obtendrá de forma automática el historia de los productos cárnicos desde la explotación ganadera hasta los puntos de venta, la información que se recoge incluye toda la vida animal y su transformación hasta el producto final.

Resistencias o Resistores

La resistencia es uno de los componentes imprescindibles en la construcción de cualquier equipo electrónico, ya que permite distribuir adecuadamente la corriente y voltaje a todos los puntos necesarios.

 

El valor de la resistencia se expresa en ohmio, al cual representamos con el símbolo W.

Si sometemos los extremos de una resistencia al paso de una corriente continua se producirá en la misma una caída de tensión proporcional a su valor. La intensidad que la atraviese será también proporcional a la tensión aplicada y al valor en ohmios de la resistencia. Para calcular dicha relación no hay mas que aplicar la Ley de Ohm:

 

Hay dos formas de asociar resistencias en un circuito: asociación serie y asociación paralelo:

 

La resistencia equivalente de un circuito serie es:

 

R_T = R₁ + R₂ + R₃ + ... + R_n

 

lo cual nos indica que una sola resistencia de valor R_T se comportará de la misma forma que las n resistencias R₁, R₂, R₃  ...  R_n conectadas en serie.

 

Si el circuito es en paralelo entonces la resistencia equivalente es:

 

R_T = 1/(1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ... + 1/R_n)

 

Cuando se trata de dos resistencias en paralelo se tiene:

 

 

Código de colores

Identificar un resistor no es una tarea muy complicada, se observa que estos poseen 4 bandas de colores, 3 de idénticas proporciones y una más alejada de éstas. Estas bandas representan el valor real del resistor incluyendo su porcentaje de tolerancia o error siguiendo un código de colores estándar.

En primer lugar tratamos de identificar el extremo que corresponde a la banda de tolerancia del resistor, que en la mayoría de los casos suele ser dorada (5%) o (algo más raro) plateada (10%). Una vez localizada ésta la dejamos de lado, (literalmente a la derecha), vamos al otro extremo y leemos la secuencia:

fig: 1

-Primera banda: corresponde al primer dígito del valor
-Segunda banda: corresponde al segundo dígito del valor
-Tercera banda: representa al exponente, o "números de ceros" a agregar
-Cuarta banda: porcentaje de tolerancia (la que habíamos identificado primero)

Los colores corresponden a valores estandarizados como se detallan:

Color	1º y 2º dígitos	multiplicador	tolerancia
Negro	0	1 (x100)
Marrón	1	10 (x101)
Rojo	2	100 (x102)
Naranja	3	1000 (x103)
Amarillo	4	10000 (x104)
Verde	5	100000 (x105)
Azul	6	1000000 (x106)
Violeta	7	10000000 (x107)
Gris	8	100000000 (x108)
Blanco	9	1000000000 (x109)
Dorado		0.1 (x10-1)	5%
Plateado			10%

Esto nos da para el ejemplo de la fig. 1 los siguientes valores

1º banda = amarillo = 4
2º banda = violeta = 7
3º banda = rojo = 100
4º banda = dorado = 5%
es decir: 47 por 100 = 4700 Ohmios o comúnmente  4.7k con un 5% de tolerancia o error.

 

Ejemplos 1:

1º banda = naranja = 3	1º banda = verde = 5	1º banda = amarillo = 4
2º banda = naranja = 3	2º banda = azul = 6	2º banda = violeta = 7
3º banda = naranja = 1000	3º banda = amarillo = 10000	3º banda = marrón = 10
4º banda = dorado = 5%	4º banda = dorado = 5%	4º banda = plata = 10%
33 x 1000 = 33,000 ohms	56 x 10000 = 560,000 ohms	47 x 10 = 470 ohmios

Ejemplos 2:

1º banda = marrón = 1	1º banda = marrón = 1	1º banda = rojo = 2
2º banda = negro = 0	2º banda = negro = 0	2º banda = rojo = 2
3º banda = negro = x1	3º banda = dorado = x 0.1	3º banda = dorado = 0.1
4º banda = dorado = 5%	4º banda = dorado = 5%	4º banda = dorado = 5%
10 x 1= 10 ohms	10 x 0.1 = 1 ohm	22 x 0.1 = 2.2 ohms

Note que la mayoría de los valores de resistores corresponden a un patrón ya establecido para el primer y segundo dígito, (dependiendo de la tolerancia), siendo común en unidades del 5% valores para el 1º y 2º dígito de 12, 15, 22, 27, 33, 39, 47, 51, 56, 65, 75 y 82 como los más comunes. Esto es una buena guía para el caso de que nos equivoquemos y leamos las bandas de colores al revés.

 

Además de estar las resistencias caracterizadas por su valor y tolerancia, éstas están definidas por su poder de disipación de potencia, los valores más típicos son: 1/8, 1/4, 1/3, 1/2, 1 y 2 W, con tolerancias del 1 %, 2 %, 5 %, 10 % y 20 %.

También existen resistencias de valor variable llamadas resistencias variables o potenciómetros, los cuales son muy utilizados cuando es necesario realizar sobre un circuito algún tipo de ajuste interno. También se usan para hacer correcciones externas, tales como el caso de control de volumen, tono, luminosidad, etc.

Las resistencias variables se dividen en dos categorías:

   Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, estos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de tensión. Ver la figura.

   

   En el caso del reóstato este va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en) y su la potencia que puede aguantar (en watts) sea el adecuado para soportar la corriente (I en amperios) que por el va a circular por él.

  Potenciómetro

Bobinas y transformadores

bobinas

Las bobinas son componentes que están formados por un alambre esmaltado de determinado calibre que se devana en un núcleo, este puede ser de material ferroso o de aire. El tipo de núcleo determina la inductancia de la bobina; si se utiliza núcleo con de ferrita la inductancia será mayor que con un núcleo de aire.

Inductacia: Es la propiedad de un circuito para generar en el mismo, una fuerza contraelectromotríz (F.C.E.M), cuando se alimenta con corriente alterna (C. A.).

Inducción: Es la influencia ejercida por un campo magnético, sobre cuerpos o conductores cercanos a este.

Las bobinas se utilizan en circuitos sintonizados de radios receptores, televisores, transmisores, etc. También podemos verlas en relés, motores eléctricos y transformadores.

Transformadores
Los transformadores están formados por una o más bobinas devanadas sobre un núcleo de tipo B o D, siendo estos los más comunes. El transformador consta de un primario y un secundario, aunque en casos especiales pueden ser más primarios o secundarios. Por ejemplo, en un transformador para 110 y 220, se necesitan dos bobinas o una sola con derivación central, lo mismo sucede con el secundario; la imagen simboliza un transformador con derivaciones centrales tanto en el primario como en el secundario.

La función del transformador es aumentar o reducir la corriente alterna, la corriente directa no puede ser transformada dado que su conducción es en una sola dirección. Para elevar o disminuir corriente directa se necesita de un circuito electrónico llamado inversor, este oscila convirtiendo la corriente en alterna y de esta forma ya se puede aplicar a un transformador.

Existen también los autotransformadores, los cuales constan de una única bobina, que tiene varias derivaciones, que entregan un voltaje determinado cada una de ellas. Este tipo de transformadores fue muy popular en los elevadores de voltaje manuales, se reducía o elevaba el voltaje con la ayuda de un interruptor de 1 polo y varias posiciones. Cabe decir que de cualquier transformador podemos hacer un autotransformador.

TRANSITORES

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, ordenadores, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc.


El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos, o triodo.
El transistor de efecto de campo fue descubierto antes que el transistor (1930), pero no se encontró una aplicación útil ni se disponía de la tecnología necesaria para fabricarlos masivamente.
Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET). En los últimos, la corriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controla mediante el campo eléctrico establecido en el canal. Por último, apareció el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-Óxido-Semiconductor). Los MOSFET permitieron un diseño extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (CI).
Hoy la mayoría de los circuitos se construyen con tecnología CMOS. La tecnología CMOS (Complementary MOS ó MOS Complementario) es un diseño con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sin carga.
El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales específicos en cantidades específicas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, condensadores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica.

Circuito integrado

Circuitos integrados de memoria con una ventana de cristal de cuarzo que posibilita su borrado mediante radiación ultravioleta.

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.

En abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi^[1] (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores. Jacobi realizó una típica aplicación industrial para su patente, la cual no fue registrada.

Más tarde, la integración de circuitos fue conceptualizada por el científico de radares Geoffrey W.A. Dummer (1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950.
El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingeniero Jack Kilby^[1] (1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase.
En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la enorme contribución de su invento al desarrollo de la tecnología.^[2]
Los circuitos integrados se encuentran en todos los aparatos electrónicos modernos, como automóviles, televisores, reproductores de CD, reproductores de MP3, teléfonos móviles, computadoras, etc.
El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductores pueden realizar algunas de las funciones de las válvulas de vacío.
La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y en la fabricación de circuitos electrónicos utilizando componentes discretos.
La capacidad de producción masiva de circuitos integrados, su confiabilidad y la facilidad de agregarles complejidad, llevó a su estandarización, reemplazando diseños que utilizaban transistores discretos, y que pronto dejaron obsoletas a las válvulas o tubos de vacío.
Son tres las ventajas más importantes que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrónicos construidos con componentes discretos: su menor costo; su mayor eficiencia energética y su reducido tamaño. El bajo costo es debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza por fotolitografía a partir de una oblea, generalmente de silicio, permitiendo la producción en cadena de grandes cantidades, con una muy baja tasa de defectos. La elevada eficiencia se debe a que, dada la miniaturización de todos sus componentes, el consumo de energía es considerablemente menor, a iguales condiciones de funcionamiento que un homólogo fabricado con componentes discretos. Finalmente, el más notable atributo, es su reducido tamaño en relación a los circuitos discretos; para ilustrar esto: un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones de transistores en unos pocos centímetros cuadrados.
Tal vez Usted, amigo lector, los haya visto poco o no los haya visto nunca, y esto se debe a que estos componentes electrónicos fueron dejados de utilizar (aparentemente) hace muchos años debido a la invención de el transistor

Tubos o Válvulas electrónicas

La válvula o tubo electrónico fue inventado por el científico Británico John Ambrose Fleming en el año 1904, al utilizar una válvula diodo (el diodo Fleming) para pasar corriente alterna a corriente continua (proceso de rectificación).
Muchos intentaron mejorar este diodo, pero no lo lograron hasta que en 1907, un inventor de Nueva York, Lee de Forrest patentó, el mismo diodo que Fleming, sólo que con un electrodo más, creando el primer amplificador electrónico verdadero, "El Triodo".
Después vino el Tétrodo, el Péntodo y más, en muy diferentes versiones. Desde esta fecha hasta los años 60 su desarrollo fue continuo.
Veamos algunos de los símbolos de algunos tipos de tubos electrónicos (son muchos más):

Fueron muy utilizados en las décadas de los 50 y 60 previos a la invención del famoso y ya mencionado transistor. Si quiere ver algún tubo, lo puedes encontrar en antiguos equipos de sonido, radios y televisión, que no esté en uso.
Los transistores, con su bajo consumo de energía y pequeño tamaño pueden utilizarse en equipos electrónicos portátiles que funcionaran con pilas (baterías), algo muy difícil de obtener con los tubos, cuyas desventajas son: su tamaño y su alto consumo de energía.
Pero a partir de los años 90 los tubos volvieron a hacer su aparición (en forma evidente).
Pero, ¿qué virtudes tiene el tubo para que hoy en día se los esté nuevamente tomando en cuenta?
El tubo se puede utilizar para salidas de alta potencia en equipos de audio, amplificadores de guitarra, etc.. Además si alguna vez ha visto un diagrama de un amplificador de tubos se habrá dado cuenta que son mucho más sencillos que uno similar de transistores y tienen una calidad de sonido superior a un equipo de alta fidelidad actual.
Además de que hay grandes cantidades de tubos totalmente nuevos en existencia para la venta.
En países como Rusia, China y algunos países del este de Europa aún los siguen fabricando, así que, hay tubos para rato.
Los tubos se utilizan cada vez más, y su popularidad aumenta constantemente.....

Suiches Interruptores

Diferentes interruptores eléctricos. Arriba: magnetotérmico, de mercurio, selector rotativo, DIP, optoacoplador SMD y reed switch. Abajo: de pared, conmutador miniatura, de montaje en cable, pulsador, para CI y microswitch detector de posición.
Tipo	Pasividad
Principio de funcionamiento	Paso y corte de corriente
Símbolo electrónico
Configuración	Entrada y salida (básicamente)

Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora.

Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos Clasificación de los interruptores

Pulsador SPST

Actuantes

Los actuantes de los interruptores pueden ser normalmente abiertos, en cuyo caso al accionarlos se cierra el circuito (el caso del timbre) o normalmente cerrados en cuyo caso al accionarlos se abre el circuito.

 Pulsadores

También llamados interruptores momentáneos. Este tipo de interruptor requiere que el operador mantenga la presión sobre el actuante para que los contactos estén unidos. Un ejemplo de su uso lo podemos encontrar en los timbres de las casas.

Cantidad de polos

Interruptor de doble polo

Son la cantidad de circuitos individuales que controla el interruptor. Un interruptor de un solo polo como el que usamos para encender una lámpara. Los hay de 2 o más polos. Por ejemplo si queremos encender un motor de 220 voltios y a la vez un indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2 polos, un polo para el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.

 Cantidad de vías (tiros)

Es la cantidad de posiciones que tiene un interruptor. Nuevamente el ejemplo del interruptor de una sola vía es el utilizado para encender una lámpara, en una posición enciende la lámpara mientras que en la otra se apaga.

Interruptor de doble vía

Los hay de 2 o más vías. Un ejemplo de un interruptor de 3 vías es el que podríamos usar para controlar un semáforo donde se enciende una bombilla de cada color por cada una de las posiciones o vías.

Baterias o pilas

Batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, se le denomina al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

Con el término pila, en español, se denomina a los generadores de electricidad basados en procesos químicos normalmente no repetibles, o acumuladores de energía eléctrica no recargables; mientras que batería se aplica generalmente a los dispositivos electroquímicos semi-reversibles, o acumuladores de energía eléctrica que sí se pueden recargar. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas: en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.

De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.

El término acumulador se aplica indistintamente a uno u otro tipo, así como a los condensadores eléctricos o a futuros métodos de acumulación, erigiéndose de este modo como el término neutro capaz de englobar y describir a todos ellos.

Principios de funcionamiento

El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación (también conocida como redox), un proceso en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones); es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente cambian su estado de oxidación, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante la carga.

Resulta que procesos de este tipo son bastante comunes, por extraño que parezca, en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrólisis, y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización.

Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.

Historia

• Alessandro Volta comunica su invento de la pila a la Royal London Society, el 20 de marzo de 1800.

• Johann Wilhelm Ritter construyó su acumulador eléctrico en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.

• John Frederic Daniell inventa en 1836 la pila Daniell, a partir de la pila de Volta para evitar la acumulación de hidrógeno.

• William Robert Grove inventa en 1844 la pila Grove, como una versión más potente de la pila Daniell. Fue muy empleada en las redes telegráficas de América hasta 1860.

• En 1860, Gaston Planté construyó el primer modelo de batería de plomo-ácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX, sin embargo, la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano, y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador, en 1879, tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.

• En 1887, Carl Gassner patentó la denominada "pila seca", ya que no tiene un electrólito líquido libre, sino una pasta de yeso de París. Paralelamente, en 1887 Federico Guillermo Luis Hellesen desarrolló su propio diseño de pila seca. Se ha afirmado que el diseño de Hellesen precedió al de Gassner. La primera pila fabricada en masa para el público en general surgió del modelo de Gassner, sustituyendo el yeso de París por cartón en espiral y con los electrodos de zinc y carbono.

• En 1899, el científico sueco Waldemar Jungner, inventó el acumulador de níquel-cadmio (Ni-Cd), una batería recargable que tenía electrodos de níquel y cadmio en una disolución de hidróxido de potasio (potasa cáustica, KOH). Se comercializó en Suecia en 1910 y llegó a Estados Unidos en 1946. El propio Jungner experimentó con sustituir el cadmio por hierro en diferentes proporciones, trabajo que fue recogido posteriormente por Thomas Alva Edison

• Thomas Alva Edison patentó en 1903, basado en el trabajo de Jungner, otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrólito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908 y aún se producen tanto los modelos originales como modelos evolucionados de otros fabricantes.

• En 1955, el ingeniero Lewis Urry, intentando encontrar una manera de extender la vida de las baterías de zinc-carbono, modificó los electrodos de las alcalinas, más caras. La batería de Urry se componía de un cátodo de dióxido de manganeso y un ánodo de zinc en polvo con un electrólito alcalino. Estas baterías salieron al mercado en 1959.

• La experimentación con pilas de litio comenzó en 1912 con G. N. Lewis, pero no fue hasta la década de 1970 cuando se vendieron las primeras baterías de litio. Se emplean actualmente diversas pilas con litio en el ánodo y diferentes sustancias en el cátodo (sulfuro de hierro, dióxido de manganeso, dióxido de azufre, cloruro de tionilo, monofluoruro de carbono).

• Pese a desarrollarse la tecnología de niquel-hidrógeno en los años 70, para satélites de comunicaciones comerciales, las primeras pilas recargables de níquel metal hidruro (NiMH) de grado consumidor para pequeños usos aparecieron en el mercado en 1989.

• En la década de 1980, el químico estadounidense John B. Goodenough dirigió un equipo de investigación de Sony que produciría finalmente la batería de iones de litio, recargable y más estable de la batería de litio puro. En 1996, se lanzó al mercado la batería de polímero de ion de litio, en la que su electrólito se aloja en un polímero sólido compuesto, y los electrodos y los separadores se laminan entre sí, lo que permite envolturas flexibles.

Tipos de acumuladores

• Por lo que a sus tamaños y otras características externas se refiere, puede consultarse esta lista, ya que muchas de ellas son comunes a pilas y acumuladores y están normalizadas.

• Por lo que a su naturaleza interna se refiere, se encuentran habitualmente en el comercio acumuladores de los siguientes tipos:

MICROFONOS Y PARLANTES

El micrófono es un transductor electroacústico. Su función es la de traducir las vibraciones debidas a la presión acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía eléctrica, lo que permite por ejemplo grabar sonidos de cualquier lugar o elemento.

El siguiente paso importante en el diseño del transmisor se debió a Henry Hunnings de Inglaterra. Él utilizó los gránulos del choque entre el diafragma y una placa metálica trasera. Este diseño originado en 1878, fue patentado en 1879. Este transmisor era muy eficiente y podía llevar más actual que sus competidores. Su desventaja era que tenía una tendencia a embalar y a perder su sensibilidad.

El advenimiento de la grabación eléctrica y de la radio del disco que difundían en los años 1920 tempranos estimuló el desarrollo de los micrófonos de carbón de una calidad mejor. El año 1920 llevó en la era comercial de la difusión. Algunos de los aficionados y de los cantantes bien informados comenzaron a jugar expedientes y a usar los micrófonos con sus programas. La estación de radio temprana utilizó el teléfono del candlestick para un micrófono.

El elemento típico del transmisor en este tiempo era no eléctrico occidental 323. Al principio él fue utilizado como hablando en él pues uno utilizaría un teléfono. El paso siguiente era proveer de los actores un micrófono que permitiría que estuvieran parados y que se realizaran. Para este uso el constructor tomó el transmisor del teléfono del candlestick, substituyó la boquilla corta por el megáfono y resbaló esta combinación dentro de una manga alineada fieltro de la baquelita cerca de ocho pulgadas de largo y puso pernos de argolla pequeños en cada extremo para suspenderlo de arriba.

El primer micrófono, que hizo para la industria de la película era el PB17. Era a sand blasted el cilindro de aluminio, 17 pulgadas de largo y el fondo del The de 6 pulgadas de diámetro fue redondeado con un yugo para llevar a cabo el elemento de la cinta, que tenía una pantalla perforada protectora. La estructura magnética utilizó un electroimán que requería seis voltios en un amperio.

En años recientes, algunos de los acercamientos más radicales al diseño del modelo del micrófono han incluido la detección del movimiento, en respuesta a variaciones de presión sana, de partículas cargadas, a un sistema análogo al altavoz iónico. Las interfaces ópticas en miniatura y los dispositivos relacionados desarrollados para las industrias de las telecomunicaciones, tales como diodos miniatura del láser, divisores de viga polarizantes y fotodiodos, ahora están ayudando en la construcción de los micrófonos ópticos de la alta calidad.

Clasificación de los micrófonos

Los micrófonos se pueden dividir según varias clasificaciones:

• Según su directividad.
• Según el transductor.
• Según su utilidad.
• Según su calidad

Lámpara

Las lámparas, lámpadas o luminarias son aparatos que sirven de soporte y conexión a la red eléctrica a los dispositivos generadores de luz (llamados a su vez lámparas, bombillas o focos). Como esto no basta para que cumplan eficientemente su función, es necesario que cumplan una serie de características ópticas, mecánicas y eléctricas entre otras.
A nivel de óptica, la luminaria es responsable del control y la distribución de la luz emitida por la lámpara. Es importante, pues, que en el diseño de su sistema óptico se cuide la forma y distribución de la luz, el rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y el deslumbramiento que pueda provocar en los usuarios. Otros requisitos que debe cumplir las luminarias es que sean de fácil instalación y mantenimiento. Para ello, los materiales empleados en su construcción han de ser los adecuados para resistir el ambiente en que deba trabajar la luminaria y mantener la temperatura de la lámpara dentro de los límites de funcionamiento. Todo esto sin perder de vista aspectos no menos importantes como la economía o la estética.
Antes de la invención de la luz eléctrica, las lámparas eran recipientes de líquido oleoso que se hacían arder por medio de una mecha. El descubrimiento de la mecha, fibra de material combustible sumergida en grasa, se pierde en la oscuridad de los tiempos (se usaba ya en el neolítico superior). Con este descubrimiento nace la lámpara primitiva, que se reducía a una escudilla de piedra con una ranura para la mecha, hecha de musgo y una empuñadura para la mano lejos de la llama. De este tipo de lámparas se han hallado varios ejemplares del Neolítico. Estas lámparas de piedra siguen usándose por algunos pueblos primitivos como los esquimales aleutas de Alaska, usando como combustible aceite de ballena.
Los pueblos mediterráneos empleaban conchas marinas en el cuarto milenio a. de J.C. En los tiempos homéricos se colocaban sobre altos postes, braseros que se alimentaban con leña y astillas. Este tipo de brasero colgante se emplea en la India para ceremonias religiosas.
Las lámparas griegas y romanas tienen su origen en Egipto, siendo hondas y redondas, con un mango y decoradas con rayas, palmetas y dibujos similares. Se llenaba de aceite o de grasa y sobre su superficie flotaba la mecha. La lámpara romana tenía dos aperturas. La del centro era para cargarla y en el lateral, otra donde salía la mecha. Sus decoraciones eran más elaboradas, con imágenes mitológicas, con forma de animales o busto humano, recibiendo unas y otras el nombre de lychnos entre los griegos y lucerna entre los romanos.
Aunque en Oriente se daba preferencia a la vela, desarrolló una lámpara de aceite en forma de plato con pie labrado.
Se conocen de todas las civilizaciones de la antigüedad y de variadísimas formas destacando por su número y perfección artística en su figura y relieves las griegas y las romanas. Las de barro cocido tienen la forma redonda u oval, con elegante asa y uno o más picos si están cerradas o con los bordes algo doblados u ondulados si son abiertas (siendo éstas generalmente fenicias), pero la de bronce presenta formas ondeadas o prolongadas con variedad de apéndices ornamentales y a veces con incrustaciones de plata u oro estando a menudo dispuestas para la suspensión (lucerna pensil) con cadenillas. Las árabes, pequeñas, de bronce o de barro cocido, se distinguen por su elevación y su pico muy prolongado y ofrecen escaso gusto mientras que las de forma de gran vaso de bronce llevan múltiples adornos arabescos y rematan en cubiertas caladas que se suspenden de lo alto.

ACCESORIOS DE EMPALME Y CONEXIÓN O CONECTORES

Para la instalación de sistemas de fibra óptica es necesario utilizar técnicas y dispositivos de interconexión como empalmes y conectores.

Los conectores son dispositivos mecánicos utilizados para recoger la mayor cantidad de luz. Realizan la conexión del emisor y receptor óptico.

En caso de que los núcleos no se empalmen perfecta y uniformemente, una parte de la luz que sale de un núcleo no incide en el otro núcleo y se pierde. Por tanto las perdidas que se introducen por esta causa pueden constituir un factor muy importante en el diseño de sistemas de transmisión, particularmente en enlaces de telecomunicaciones de gran distancia.

Los empalmes son las uniones fijas para lograr continuidad en la fibra.

En las fibras monomodo los problemas de empalme se encuentran principalmente en su pequeño diámetro del núcleo Dn = 10μm, esto exige contar con equipos y mecanismos de alineamiento de las fibras con una mayor precisión.

Las pérdidas de acoplamiento se presentan en las uniones de:

Emisor óptico a fibra, conexiones de fibra a fibra y conexiones de fibra a fotodetector.

Las pérdidas de unión son causadas frecuente­mente por una mala alineación lateral, mala alineación de separación, mala alineación angular, acabados de superficie imperfectos y diferencias ya sea entre núcleos o diferencia de índices, como los indicados en la figura.

Técnicas de empalme

Existen fundamentalmente 2 técnicas diferentes de empalme que se emplean para unir permanentemente entre sí fibras ópticas.

La primera es el empalme por fusión que actualmente se utiliza en gran escala, y la segunda el empalme mecánico.

Empalme por fusión

Se realiza fundiendo el núcleo, siguiendo las etapas de:

• preparación y corte de los extremos
• alineamiento de las fibras
• soldadura por fusión
• protección del empalme

Empalme mecánico

Este tipo de empalme se usa en el lugar de la instalación donde el desmontaje es frecuente, es importante que las caras del núcleo de la fibra óptica coincidan exactamente. Consta de un elemento de auto alineamiento y sujeción de las fibras y de un adhesivo adaptador de índice que fija los extremos de las fibras permanentemente.