Electrónica general
(Ultima actualización 2006-08-02)

Por Miguel R. Ghezzi (LU 6ETJ)
www.solred.com.ar/lu6etj
SOLVEGJ Comunicaciones
www.solred.com.ar/solvegj

La radioafición nace de la mano de la electrónica y está ligada a ella con lazos de sangre. Comprender los principios electrónicos es esencial para poder entender y construir los aparatos que dan vida a nuestra actividad y por ello el aficionado Novicio seguramente deseará familiarizarse con esta ciencia fascinante que le otorgará horas de apasionante trabajo creativo, entendiendo, construyendo, modificando o reparando sus equipos (y ¿porqué no?, curioseando en su interior).

En este nivel se hará un breve paseo por los distintos temas que tendrán aplicación en la radio y otros ámbitos. No constituye un curso de electrónica sino más bien una vista rápida del panorama. Tampoco se verán los temas muy superficialmente, más bien será una primera aproximación donde el lector tendrá oportunidad conocer de cerca una gran familia de técnicas, conceptos y dispositivos que hacen posible el mundo moderno.

La electricidad y el magnetismo

La electricidad y el magnetismo son conocidos desde la más remota antigüedad, pero no fue sino hasta el siglo XVII que comenzaron a ser verdaderamente comprendidos a partir de las investigaciones de Gilbert, Priestley, Franklin y Von Dericke.
La palabra electricidad proviene del nombre que los griegos daban a una sustancia que tenía la propiedad de atraer pequeños trozos de materia aislante, que hoy se conoce como Ámbar y que ellos llamaban Elektron. El término magnetismo deriva de unas piedras conocidas como Magnetita (un óxido de hierro) que se hallaban en una ciudad de la antigua Grecia llamada Magnesia. Se avanzó mucho en el conocimiento de estos fenómenos durante los siglos XVIII y XIX con las experiencias de Franklin, Symmer, Rumhkorff, Michell, Coulomb, Sturgeon, Ohm, Rowland, Wheatstone, Faraday, Arago, Galvani, Ampere, Henry, Joule, Oersted, Gauss, Volta, Maxwell y Hertz entre otros.

Dos aparentemente "simples" curiosidades: la atracción y repulsión de pequeños objetos por los efectos eléctricos y magnéticos estuvieron destinadas a cambiar radicalmente nuestras concepciones y nuestras condiciones de vida. El mundo moderno sería imposible de imaginar sin la energía eléctrica, la telefonía, la radio, las computadoras, etc. Hasta la concepción acerca de la naturaleza del universo cambió desde entonces. El electromagnetismo ocupó el trono de la antigua concepción clásica de materia (que aún persiste en el concepto vulgar). Es sugestivo imaginar que seguramente hay aún otras "curiosidades" pendientes de una mirada más atenta... el aficionado inquisitivo aún tiene sus chances...

¿Qué son...?

Aunque parezca extraño, ningún científico podrá decirle qué "es" la electricidad o el magnetismo, esas cosas "suceden". La ciencia trata de describir con precisión "cómo suceden", estudiando sus manifestaciones, directa o indirectamente, a través de instrumentos, que son como prolongaciones artificiales de nuestros sentidos.
El paradigma científico vigente está interesado en hallar modelos (sobre todo modelos matemáticos) que se comporten de forma más o menos idéntica a la naturaleza, muchos hombres de ciencia (a partir de Newton) renuncian discutir su "esencia", considerando esas cuestiones como asuntos metafísicos que están fuera de su campo, muchos opinan que la realidad en si es incognoscible y no tiene sentido preguntarse cuál es su esencia (positivismo), mientras otros (en minoría) aun creen que la naturaleza fundamental del mundo es asequible, al menos en principio, al intelecto humano.

Los modelos pertenecen al mundo de las ideas, debemos aceptar que estamos haciendo construcciones mentales de la "hipotética realidad externa" (según la visión de muchos investigadores de la teoría del conocimiento).
Entonces, cosas como velocidad, peso o carga eléctrica, no serían sino puras construcciones mentales; ni siquiera existen átomos o electrones "allí afuera", son solamente nombres, denotan conceptos que sirven para intentar comprender lo que percibimos colectivamente. Ciertamente muchos modelos son construcciones puramente matemáticas y, tratar de convertirlas en imágenes intuitivas es verdaderamente imposible.
Cuando hablamos de entidades tales como perro, árbol o casa, estamos refiriéndonos a algo que percibimos directamente por medio de nuestros sentidos y es probable que realmente "existan" fuera de nosotros. Cuando describimos átomos o electrones, nos estamos refiriendo a entidades que no pueden percibirse con los sentidos y que tienen cierta probabilidad de corresponderse con "cosas" que realmente existan fuera de nuestra mente, pero cuando hablamos de energía, potencial o corriente, por ejemplo, debemos comprender que tales cosas no existen en la naturaleza, son conceptos puros, relaciones, entes mentales, ideas que creamos para explicarnos las relaciones entre las impresiones que alcanzan nuestra conciencia a través de los sentidos.

Estas precisiones que estarían fuera de contexto en cualquier libro elemental, las agregamos intencionalmente sabiendo que muchos radioaficionados ingresan a la actividad motivados por una profunda atracción y curiosidad por los misterios y maravillas del mundo. Aunque en lo sucesivo hablaremos de campos, capacidades, inductancias, y demás, como cosas "reales", externas, casi tangibles, sabremos que ellas pertenecen al maravilloso mundo de nuestras creaciones; muchas de ellas quizás algún día serán abandonadas para reemplazarlas por otras creaciones, más precisas, más exactas, que generarán nuevos nombres y seguramente nos permitirán comprender al mundo mucho mejor. Así como pasaron a la historia entidades como el "flogisto", el "calórico", el "éter luminófero" y muchos más, veremos irse algunas de nuestros conceptos más populares...

Carga eléctrica

El concepto de carga eléctrica puede asociarse, para ir teniendo una idea, (aunque inexacta) al de una sustancia que puede agregarse o quitarse de un cuerpo material. Aunque esta sustancia es invisible sus efectos pueden advertirse porque esta sustancia tiene la propiedad de manifestar fuerzas de atracción o repulsión con otras cargas. Puede pensarse que un cuerpo es una esponja que es llenada con electricidad. En estas condiciones decimos que el cuerpo está "electrizado".
Para todos los efectos prácticos la carga eléctrica es unas sustancia continua que puede cuntificarse como lo hacemos con los líquidos, por ejemplo, así hablamos de un litro o dos litros de líquido. El equivalente a los "litros" son los "coulombs", es así de sencillo. Cuanto más carga tiene un cuerpo más "coulombs" tendrá, podemos decir tranquilamente que un cuerpo está cargado con 2,3 coulombs de electricidad igual que diríamos que un recipiente contiene 2,3 litros de agua...A diferencia d elos líquidos que pueden ser muy variados, las cargas solo pueden ser de dos tipos: positivas o negativas (para el caso podríamos imaginar que hay solo dos líquidos, los blancos y los negros).
Seguramente recordaremos que una particularidad de las cargas eléctricas es que la del mismo tipo se rechazan entre si, es decir que si se las acerca aparece entre ellas una fuerza de repulsión. Las de diferente signo se atraen.
Es hora que digamos que la carga en realidad es inmaterial, no pesa, no tiene inercia, la carga es algo que un cuerpo puede poseer o no, entonces lo que si es material son los cuerpos cargados y, como no tenemos cargas libres, sino que las cargas siempre están incorporadas a cuerpos materiales, nos podemos preguntar si la carga es como la materia -atómica- vale decir algo que no se pude subdividir infinitamente y efectivamente así.
Existe una porción mínima de carga (decimos que la carga está "cuantizada"), y esa porción mínima de carga que pude existir contiene 1,6 x 10 ^-19 coulombs, ¡esta es una cantidad muy pequeña! hay dieciocho ceros antes del uno luego de la coma decimal... y en la naturaleza existe una sustancia material que es portadora de esa carga, que si tiene masa, que si tiene inercia, y es una partícula elemental que ya imaginas cuál es... el "Electrón". El electrón contiene o transporta la mínima porción de carga que puede existir y que en este caso es una carga negativa. Decimos que los electrones son "los portadores de carga" (negativa), además son muy independientes y suele hallárselos "por ahí sueltos". Pero, ¿existen portadores de carga positiva?, si, por ejemplo existen los "Positrones". Un positrón es una partícula idéntica al electrón con la diferencia que contiene una carga positiva (a estas partículas "simétricas" las llamamos "antipartículas").

Ooops, aquí parece haber algo raro... los positrones no son nada comunes, en realidad un positrón tiene muy poca vida en nuestra región del universo, porque aquí son mayoría absoluta los electrones y, cuando un positrón solitario se topa con un electrón, de inmediato ambos se aniquilan entre si en un destello de radiación gamma. Entonces ¿de donde salen las cargas positivas de las cuales oímos hablar tan frecuentemente?. Bien, existen otros portadores de carga positiva además de los extraños positrones, existen los "Protones", los protones son partículas que tienen una carga igual a la del electrón pero de signo opuesto. La diferencia es que un protón tiene mucha más masa ("pesa" mucho más) que un electrón y normalmente no andan sueltos por ahí, casi siempre están "casados" con un electrón, formando una pareja cuya carga neta es nula ya que conteniendo igual cantidad de carga positiva que de negativa, el resultado que, visto desde lejos, la pareja parece que no poseyera carga, aún cuando en realidad el electrón y el protón conservan cada uno la suya. ¿Les suena esto?, ¡claro!, lo que estamos describiendo es justamente ¡un átomo!. Un átomo está compuesto por cierta cantidad de cargas positivas agrupadas en su núcleo, el cual está rodeado por igual cantidad de cargas negativas como si se tratara de un enjambre o nube de electrones a su alrededor. Un átomo se halla normalmente equilibrado, tiene igual cantidad de cargas de un signo que del otro, para todos los fines prácticos podemos pensar que no está cargado. (recordarán que en el núcleo existen otras partículas sin carga llamadas "neutrones").

¿Qué sucedería si de pronto pudiéramos quitarle un electrón a un átomo neutro?. El mismo quedaría con una carga positiva (protón) sin neutralizar y, entonces, a cierta distancia parecería que en el lugar ocupado por el átomo una carga positiva (la del protón). Pero los átomos son muy ladinos y en cuanto tengan la oportunidad, "robarán un electrón a su vecino" para emparejar su neutrón viudo, como resultado el átomo vecino, visto a la distancia aparece ahora cargado positivamente". También el robará un electrón a su vecino y así sucesivamente. Visto desde la distancia nosotros observaríamos algo parecido a una carga positiva que se mueve de un lado al otro... ¡una carga cuyo valor es igual a la del electrón pero de signo opuesto!, fácilmente podemos confundirla como una carga verdadera, positiva, moviéndose dentro del cuerpo. A estas cargas positivas "falsificadas", las llamamos "huecos" y jugarán un papel muy importante a la hora de comprender los semiconductores.

Desde el punto de vista del aficionado puede aceptarse que la mayoría de los fenómenos eléctricos que ocuparán su interés en los circuitos electrónicos resultan del comportamiento de esas pequeñas unidades portadoras de carga eléctrica negativa conocidas con el nombre de electrones. Los electrones son capaces de moverse tanto dentro de elementos "sólidos" (metales y semiconductores), como de líquidos o gases y aún el vacío, dando lugar a corrientes eléctricas.

Fuerzas y campos

Si se frotan ciertos materiales, como una varilla de plástico o vidrio, sobre un trozo de piel o lana en un día seco, se observará que puede atraer pequeños trozos de papel; algo similar sucede cuando se acerca un imán a un trocito de hierro. Eso hace pensar que hay algo invisible actuando sobre el trozo de papel o el de hierro, tan efectivamente como si se tratara de una pequeña cadena o cordel, ¡pero es que allí no encontramos ninguna cadena ni cordel!.
Algunos físicos pensaban que esa fuerza invisible era capaz de actuar "a distancia", (inclusive en forma instantánea), pero a muchos esta idea les resultaba inquietante porque el sentido común indicaba que las fuerzas precisan estar en contacto directo con los objetos para moverlos o afectarlos, necesitan de algo (por ejemplo la varilla o el cordel), para poder aplicarse sobre un cuerpo distante.

Un inspirado día Michael Faraday inventó una manera de visualizar, para cada punto del espacio, la dirección y sentido de la fuerza que obraría  sobre una pequeña carga situada en las cercanías de un cuerpo cargado eléctricamente (o magnetizado). Para ello dibujó líneas que indicaban la dirección y sentido de la fuerza en cada punto, y las que llamó líneas de fuerza.

Cuantificar y estudiar los fenómenos con esta ayuda visual, resultaba más simple que hacerlo con el concepto de acciones a distancia. Resulta que estas líneas parecían tan "reales" que casi podía intuirse que el objeto cargado, alteraba el espacio de alguna manera y que lo que sucedía era que la carga de prueba colocada en ese espacio reaccionaba a dicha alteración.
Esto es muy importante porque si así fuera ¡quedaba resuelto el problema!, no había ninguna "espeluznante acción a distancia", como solía llamarla, mucho más tarde, Einstein, sino que la pequeña carga de prueba recibía la fuerza directamente del espacio que estaba en contacto con ella y eso volvía las cosas a su lugar...
Poco a poco los investigadores se fueron acostumbrando (casi podían "percibir" intuitivamente en su mente est espacio alterado como una "realidad"); resultaba más natural describir a las fuerzas que operan sobre cuerpos cargados de esta manera. Las "líneas de fuerza" dejaron de ser un artilugio gráfico, para convertirse en algo mucho más tangible.

Así nació el concepto de campo de fuerzas, universalmente aceptado hoy en día, desechando la idea de que un cuerpo pueda afectar a otro a distancia.
En este modelo, lo que afecta a la carga  de prueba no es el cuerpo cargado (que está alejado, separado), sino el mismo espacio de algún modo "inundado" por campo y que si, está en "contacto" con la carga de prueba.

La noción de campo como una entidad con existencia propia, queda bien soportada por la experiencia. Inclusive puede demostrarse que, una vez creado, él se propagará a velocidad finita y será capaz de manifestarse al cabo de algún tiempo en el espacio lejano, ¡aún cuando su fuente de origen haya cesado de actuar cuando alcance ese punto!. Pero, recordemos siempre que los campos no son "cosas" como acostumbramos a pensar cuando consideramos un objeto cualquiera como un tornillo o un grano de arena. Los campos son conceptos, descripciones matemáticas que relacionan las fuerzas y las cargas. Ellos son productos de nuestra mente, entidades imaginarias que sirven para describir la realidad, no la realidad misma...

Resumiendo: un campo es una región del espacio en la que se manifiestan fuerzas, por eso se lo denomina "campo de fuerzas" y según sean estas fuerzas eléctricas, magnéticas o gravitatorias será su "apellido", así  hablamos de campo eléctrico, campo magnético o campo gravitatorio.

Campos estáticos y dinámicos

A los campos que no varían con el tiempo, se los llama estáticos, oiremos decir de un campo, que es electrostático o de otro que es magnetostático. Son de gran importancia en todos los fenómenos donde intervienen corrientes continuas.

Hay campos que varían con el tiempo (a menudo lo harán de una manera muy regular y bastante rápidamente); estos son muy importantes en la electrónica y la radio, están íntimamente relacionados con las corrientes alternas y son responsable de muchos fenómenos, entre ellos la posibilidad de trasmitir ondas de radio, mover la membrana de un parlante, hacer girar un motor, hacer funcionar un transformador, etc.
Cuando varían con el tiempo se los llamará, electrodinámico y magnetodinámico, respectivamente (recordemos que la dinámica es el estudio del movimiento producido por las fuerzas).

El campo eléctrico

En una región del espacio habrá un campo eléctrico si en sus proximidades existe una o más cargas eléctricas, fijas o móviles, tal como la que puede tener un electrón o otro cuerpo cargado.
También habrá un campo eléctrico si en esa misma región existe un campo magnético variable, en este caso se dice que es un campo eléctrico inducido por la variación del campo magnético y este fenómeno es muy importante y de capital importancia para la existencia y propagación de las ondas de radio. Adviértase, entonces, que pueden llegar a existir campos eléctricos (variables) aunque no existan cuerpos cargados en las inmediaciones.

A la naturaleza parece gustarle el  equilibrio o "desorden"; si se le da el tiempo suficiente, se encargará de hacer desaparecer las arrugas de una camisa o del planeta tierra, ella prefiere que todo esté mezclado, que todo sea uniforme, que no haya cosas que estén más calientes que otras... no le gusta que los zapatos estén en un lado y los pañuelos en otro, ni tampoco que haya más cargas en una región del espacio que en otro..
Para lograrlo lo se vale justamente del campo eléctrico. El campo eléctrico hará que dos cargas de signo opuesto se atraigan para neutralizar su diferencia o que varias cargas del mismo signo se desparramen uniformemente sobe un volumen de espacio. Por eso un capacitor tenderá siempre a descargarse o un imán a perder su imanación (los físicos llaman a esta preferencia de la naturaleza por el  desorden "Segundo principio de la termodinámica").

El campo magnético

En una región del espacio hay campo magnético si en sus proximidades hay un imán o una corriente eléctrica.
También habrá un campo magnético si en esa misma región existe un campo eléctrico variable. En este último caso se dice que es un campo magnético inducido por la variación del campo eléctrico y este fenómeno también es de capital importancia para la existencia y propagación de las ondas de radio.

La corriente eléctrica           Ampliar            

Una corriente eléctrica consiste en un flujo de portadores de carga (en adelante las llamaremos simplemente "cargas") que pueden ser positivas o negativas, dentro de un ambiente. El ambiente puede ser un metal o cualquier otro material, un líquido, un gas, inclusive el vacío (como en el interior de las válvulas electrónicas o tubos de rayos catódicos).
La corriente eléctrica produce muchos fenómenos que se pueden aprovechar en innumerables aplicaciones. Por ejemplo: en un líquido para depositar un metal sobre otro. (galvanoplastia - galvanostegia) o separar moléculas (disociar el Oxigeno y el Hidrógenos del agua). Podrá hacer mover un conductor de cobre dentro de un campo magnético, como en los motores, o calentará el filamento de una bombilla eléctrica.

El movimiento o flujo de cargas se produce porque sobre ellas se está aplicando (o se aplicó en algún momento) una fuerza que las puso en movimiento, esa fuerza frecuentemente es la del campo de fuerzas que acabamos de definir como campo eléctrico, pero también un campo magnético variable puede producir corriente.
En el vacío, una vez puestas en movimiento, las cargas no se detendrán y no hará falta mantener aplicada ninguna fuerza sobre ellas para que continúen en movimiento indefinidamente como postula la primera ley de Newton para el movimiento de los cuerpos.
Cuando se mueven dentro de un cuerpo material la situación cambia porque las cargas "tropiezan" con los átomos que lo componen y pierden su movimiento, y también la energía de movimiento que les proporcionó la fuerza del campo eléctrico (energía cinética). Si se trata de un sólido, esa energía se transforma en vibración de los átomos colisionados, eso significa calor.
Para que la carga recobre su movimiento después de un choque debe seguir actuando una fuerza sobre ella, , por ejemplo tiene que continuar existiendo el campo eléctrico que la mueva.
Sucede algo parecido si dejamos caer una bolita en el agua (la bolita "choca" con las moléculas del agua), las moléculas del agua tienden a frenar el movimiento de la bolita, pero el campo de fuerzas gravitatorio vuelve a ponerla en movimiento. Recordemos que palabras como "tropezar" o "chocar", en el caso de cargas eléctricas, son metáforas para formar imágenes mentales; en el mundo subatómico las cosas son mucho más extrañas, complejas y misteriosas...

La corriente eléctrica puede asimilarse conceptualmente al movimiento de un fluido (de hecho hablamos propiamente de un "flujo de cargas"), para hacernos una idea del fenómeno.

Potencial y diferencia de potencial

Todos sabemos que cuando colgamos un objeto a cierta altura sobre la tierra, este puede caer, es decir que puede cobrar movimiento espontáneamente adquiriendo energía de movimiento (o cinética). Esta energía de movimiento es muy tangible, (especialmente si el objeto fuera pesado y al final del recorrido se hallara nuestro pié). Puede pensarse que mientras el objeto estaba colgado, antes de soltarse, tenía una capacidad, poder o "potencia" para proveer al cuerpo de energía cinética. Se dice entonces que la energía cinética estaba allí "en potencia", lista para desarrollarse ni bien se suelta la atadura; surge. así,  el concepto de energía potencial.
Este es el caso de un objeto colgado en un campo de fuerzas gravitacional, si el campo fuera de fuerzas eléctricas o magnéticas, podríamos pensar en una energía potencial eléctrica y una energía potencial magnética.

Supóngase ahora el siguiente experimento: colgamos el cuerpo a dos metros de altura y medimos su velocidad al llegar al suelo. A esta velocidad la llamamos v_2-0, queriendo significar que es la velocidad adquirida entre la altura de dos metros y la de cero metros, es decir el suelo. A continuación lo suspendemos a un metro y medimos su velocidad que llamaremos v_1-0. Es intuitivo advertir que la velocidad será mayor cuando se lo suelta desde la altura mayor, (v_2-0 es mayor que v_1-0). Si ahora se suelta el cuerpo desde dos metros de altura y se mide su velocidad cuando pasa justo por la altura de un metro, que llamaremos v_2-1, encontraríamos que su velocidad es exactamente la misma ⁽¹⁾ que la que tenía cuando alcanzó el suelo desde la altura de un metro. Es decir que v_2-1 es igual que v_1-0, es fácil advertir que para la misma diferencia de alturas, la velocidad alcanzada es la misma; entonces, la velocidad que alcanza el cuerpo depende de la diferencia de alturas. Podemos rotular a cada altura con un valor igual a la energía cinética que tendría el cuerpo cuando cae hasta el suelo desde esa altura y lo llamaríamos simplemente el potencial de ese punto. No debemos perder de vista que ese potencial se ha asignado tomando arbitrariamente como punto de referencia el nivel del suelo, si se dejara caer el objeto hasta el subsuelo alcanzaría por supuesto más velocidad.

Como vemos, si dos puntos tiene diferencias de potencial iguales (por ejemplo un par puntos situados a 7 y 6 metros y otro a 3 y 2 metros respectivamente), la velocidad adquirida por un objeto liberado entre el superior y el inferior de un par cualquiera, será la misma; en lo que atañe a la velocidad, lo importante es la diferencia de potencial que exista entre los dos puntos.

Entonces la diferencia de potencial entre dos puntos es la forma en que se manifiesta la capacidad para producir energía de movimiento que posee la fuerza gravitatoria. Pero lo mismo vale para la fuerza eléctrica y magnética. Por ejemplo en ausencia de gravedad una gran carga eléctrica se comportaría sobre un cuerpo electrizado igual que la tierra lo hace sobre una masa material. Podría tomarse un "suelo" de referencia en la superficie de esa carga y realizar los mismos experimentos asignando distintos potenciales. No interesa que exista la tierra o el cuerpo cargado a los efectos, lo que importa es la existencia de la fuerza y que esa fuerza se aplique sobre la masa o cuerpo cargado en cuestión. siempre es posible tomar un punto de referencia conveniente que oficie de suelo y medir la velocidad adquirida por el cuerpo entre dos puntos. Tal es el caso de la fuerza eléctrica entre las placas de un condensador de placas paralelas.

(1) Se hace la suposición de que la fuerza del campo no varía entre esos dos puntos, esto no es cierto si están muy alejados porque la fuerza de gravedad varía inversamente con el cuadrado de la distancia.

Fuerza electromotriz (fem)        Completar y controlar    

Cuando explicamos la existencia de un campo eléctrico, dijimos que existe siempre en las proximidades de una carga eléctrica y también se dijo que una carga eléctrica situada en las cercanías estaría sometida a una fuerza, por ejemplo de repulsión y que el movimiento, originado por esa fuerza de repulsión producirá una corriente eléctrica.
Si la fuerza aleja las cargas, obviamente la corriente tarde o temprano dejará de existir porque no habrá más cargas en la zona. Si deseamos mantener una corriente eléctrica tendremos que proveernos de más cargas. Puesto que las cargas no pueden surgir de la nada, una posible solución sería traer nuevamente a la región las cargas que fueron movidas por el campo y soltarlas nuevamente. Eso es lo que hace el Sol con el agua que cae en una catarata, él la vuelve a subir evaporándola para convertirla en nubes que llenan nuevamente a la catarata por intermedio de la lluvia. Podemos imaginar una suerte de "bomba de cargas" que repone las mismas en su sitio original para mantener la circulación de corriente. La fuerza de esta bomba se denomina Fuerza Electro Motriz (en adelante FEM o fem); la bomba en cuestión será una batería, un generador, una celda fotoeléctrica, etc.

Para vencer la fuerza de repulsión que alejó originalmente a las cargas y traerlas de nueva al lugar del "lanzamiento", la FEM tendrá que hacer trabajo, para ello requerirá cierta cantidad de energía. Todas los dispositivos capaces de producir FEM son convertidores de una forma de energía en otra: la batería convierte energía química en eléctrica, las dínamos y generadores lo hacen convirtiendo energía mecánica y las celdas fotovoltaicas energía luminosa.

Corriente eléctrica y magnetismo

En las proximidades de un imán existe un campo de fuerzas interesante, puede percibirse acercando otro imán o un trozo de hierro dulce; después de todo la capacidad para establecer un campo de fuerzas magnético es una de las propiedades del imán, pero, en 1819, Hans Christian Oersted advirtió que lo mismo sucedía ¡cuando sobre un conductor circulaba una corriente eléctrica!. Hans descubrió la estrecha relación que existe entre la electricidad y el magnetismo (que los antiguos griegos ya habían sospechado). El fenómeno por el cual una corriente es capaz de producir un campo magnético se llamó "Efecto Oersted" en honor de su descubridor. Poco después, en 1831, Michael Faraday descubrió que ¡moviendo un imán cerca de un conductor aparecía en el conductor una corriente eléctrica...!. Notable ejemplo de la simetría en la naturaleza. Hay que saber entonces que toda corriente eléctrica produce un campo magnético en su vecindad y no hay ninguna manera de distinguir un campo magnético producido por un imán del producido por una corriente (de hecho una teoría corriente es que el campo magnético resultaría de las sumatoria de las minúsculas corrientes que producen los electrones al moverse alrededor de los átomos).

Electromagnetismo

James Clerk Maxwell fue uno de esos gigantes de la ciencia que hacen posible avances que estarán destinados a convertirse en hitos de la humanidad. Estudiando cuidadosamente las experiencias de sus predecesores y confiando en que la naturaleza tiene tendencia a una estética de simetrías (muy visibles para los físicos en las ecuaciones matemáticas), logró hallar la íntima relación que liga al magnetismo con la electricidad. La más importante de sus fructíferas hipótesis implicaba que, cuando en una región del espacio hay un exceso de energía electromagnética, ella no puede permanecer en ese lugar y debe desparramarse como lo haría la perturbación que produce un exceso de agua volcado sobre un estanque.

La elaboración matemática del enfoque (líneas de fuerza) y experiencias de Faraday, que mostraban que un campo magnético variable producía un campo eléctrico variable lo inclinaba a la idea de que un campo eléctrico variable con el tiempo también debía producir a su vez un campo magnético variable con el tiempo. En aquel tiempo no existían instrumentos capaces de verificar empíricamente los débiles campos magnéticos predichos por sus ecuaciones, pero Maxwell igualmente desarrolló totalmente su teoría confiando en la estética de las simetrías. Su teoría no solo resultó ser correcta sino que además demostró un gran valor predictivo, al proponer además que:.

• El campo magnético nacido de la variación del campo eléctrico volvía a producir un nuevo campo magnético en su vecindad y así sucesivamente.
• Que este mutuo intercambio ¡permitiría propagarse a los campos sin necesidad de ninguna clase de sustancia! (a diferencia del sonido, por ejemplo que precisa del aire, por ejemplo), es decir que los campos electromagnéticas no requieren de esa esquiva sustancia llamada éter la cual se suponía era el medio por el cual se propagaba la luz...
• Que el campo electromagnético debería variar con el tiempo en forma sinusoidal, es decir que se mueve en forma de ondas, como el sonido o las perturbaciones en el agua.
• Que esas ondas son transversales (los campos vibran en dirección perpendicular a su dirección de propagación como las ondas en los líquidos) y no longitudinales como las de presión sonora en que las partículas de gas vibran en la misma dirección en que se desplaza la onda.
• Que esas ondas debían moverse a la misma velocidad que la luz (aproximadamente 300.000 km/s), con lo cual postuló que no se trataba de una coincidencia sino que ¡la luz debía ser una onda electromagnética!.

Estos resultados lo obtuvo utilizando únicamente parámetros puramente eléctricos y magnéticos (las llamadas permitividad y permeabilidad del vacío). Su pensamiento fue el de un visionario, pero Maxwell no llegó a ver la verificación de sus predicciones que fueron comprobadas finalmente por Heinrich Hertz apenas cinco años después de su muerte, acaecida en 1.884. Aunque se cuenta que el único interés que animaba a Hertz era demostrar las hipótesis de Maxwell, tampoco él pudo asistir a la gran concreción práctica de su trabajo: El nacimiento de las radiocomunicaciones con las experiencias de Guglielmo Marconi, a tan solo un año de su propio fallecimiento.
Maxwell logró la primer gran unificación de campos pero, a pesar de todo, su descripción matemática de las líneas de fuerza dejaban una asimetría pendiente que aún hoy inquieta a los físicos: Las cargas eléctricas pueden aparecer de a pares formando dipolos pero también en forma aislada, en cambio solo existen dipolos magnéticos y no se encuentran cargas magnéticas aisladas (monopolos). Actualmente hay indicios de que puedan existir los monopolos... 

Los campos electromagnéticos se crean cuando las cargas están sometidas a una aceleración y habrá aceleración cuando las cargas varían su velocidad o su dirección de movimiento (aceleración centrípeta). Las corrientes continuas lineales no producen campo electromagnético.

Corriente contínua (CC) (completar)

Corriente alterna (CA) (completar)

Desde los comienzo del empleo de la electricidad para transportar energía de un punto a otro se hizo evidente que la corriente alterna ofrecía muchos beneficios sobre el empleo de la corriente continua, especialmente por la posibilidad de variar mediante transformadores los valores de tensión. Se debe al genio de Nikola Tesla la invención de este procedimiento. Aunque por costumbre se dice "corriente alterna", en muchas ocasiones sería más propio hablar de "tensión alterna" pues normalmente la corriente es resultado de la aplicación de una fuerza electromotriz a un circuito eléctrico.

Cuando en un circuito eléctrico se establece una corriente alterna, los portadores de carga no fluyen continuamente como lo haría el agua de un río en su cauce, sino que recorren un cierto camino y luego desandan sus pasos para retornar al punto de partida, algo parecido al flujo y reflujo de la marea del mar. Los portadores de carga "van y vienen" reiteradamente como lo haría el péndulo de un reloj en el espacio. Pero ese ir y venir es por supuesto un proceso que permite transportar energía, tal como la biela de un motor.

Aunque se suele creer que la corriente alterna está continuamente invirtiendo su polaridad eso no es correcto, una corriente puede invertir su sentido de circulación, no tiene "polaridad", lo que puede invertir su polaridad es la tensión con la salvedad que, siendo la tensión una medida de la f.e.m. ella depende de dónde se sitúe el punto de referencia para efectuarla.
Por ejemplo: se ha situado como una referencia de las temperaturas la del punto de congelación del agua (aproximadamente); se dice que la temperatura de un día templado es de 20 ºC "sobre cero", en la Antártida podría haber en ese mismo momento una temperatura de 20 ºC "bajo cero", si por convención se le asignan valores positivos a las temperaturas "sobre cero" y negativos a las "bajo cero", la temperatura primaveral sería +20 ºC y la fría -20 ºC.
Si se hubiera tomado como referencia o punto cero a la temperatura antártica, la más templada tendría entonces un valor de + 40 grados; a la inversa, si el punto cero se hubiera situado en el valor primaveral, la temperatura antártica valdría - 40 ºC
Eso mismo sucede con la tensión, no existen tensiones positivas o negativas en términos absolutos, sino positivas respecto del punto de referencia o negativas respecto del punto de referencia. Por supuesto es posible tomar un terminal de generador como referencia y encontrar que la tensión es a veces positiva respecto de él y otras negativa respecto de él, exactamente igual que lo que sucede temperatura Celsius respecto del punto de congelación. En la instalación domiciliaria el punto de referencia es el terminal llamado neutro y la tensión del otro terminal (el "vivo") varía entre +310 V y -310 V (ya se verá porqué no es 220 V).

En el abastecimiento eléctrico domiciliario el terminal neutro suele estar conectado a la tierra mediante jabalinas enterradas, por eso entre la tierra y el neutro no hay ninguna diferencia de tensión (o casi ninguna) y entre la tierra y el vivo si. La tensión del vivo respecto de la tierra es igual que la del vivo respecto del neutro por estar estos dos últimos conectados entre si: es decir una tensión muy alta y peligrosa...

Ondas senoidales     

Frecuencia

La alternancia en el sentido de circulación de la corriente que hemos visto se produce habitualmente a intervalos regulares, a la cantidad de veces por segundo que la corriente circula en un mismo sentido se la denomina frecuencia. La frecuencia se mide en Hertz (o Hercios) (hasta hace no mucho tiempo se la medía en "ciclos por segundo"). Si la corriente alterna justo comienza a circular en una dirección, lo hace por un tiempo, invierte su sentido y comienza a circular durante otro tiempo hasta que justo vuelve a hacerlo en la dirección inicial, si el tiempo en que justo comienza a circular en un sentido hasta que justo vuelve a hacerlo en el mismo sentido fuera de un segundo se diría que la frecuencia de esa corriente es de un Hertz.

Valor eficaz

Imaginemos dos fuentes de tensión, de continua y una de alterna; conectamos cada una de ellas a un par de resistores idénticos. Medimos la cantidad de calor desarrollado por el resistor (por ejemplo midiendo su temperatura) conectado a la fuente de continua y anotamos la tensión. A continuación ajustamos la tensión de salida de la de tensión alterna de manera que produzca sobre el resistor la misma cantidad de calor que el anterior. En esta situación la tensión alterna es equivalente a los efectos caloríficos que la tensión continua. Se dice, entonces, que el valor "eficaz" de la tensión alterna es el mismo que el correspondiente a la tensión continua. El valor usualmente especificado de una tensión alterna es justamente su valor eficaz, por ejemplo, si la tensión de filamentos de una válvula es 6,3 V este es su valor eficaz, una batería de tensión continua de 6,3 V funcionaría exactamente igual. La tensión domiciliaria de 220 V es también un valor eficaz. Cuando la forma de onda de la tensión alterna es senoidal, su valor máximo (valor de pico) será 1,41 veces el eficaz, por lo tanto la tensión del pico positivo de la línea domiciliaria es 220 V x 1,41 = 311 V y la del pico negativo es ‑220 V x 1.41 = ‑311 V.

Componentes activos y pasivos

Un elemento es pasivo cuando no puede generar energía ni controlarla y no requiere de una fuente de energía para su funcionamiento, No provee amplificación y en general consume o disipa energía: Son pasivos: resistores, capacitores, inductores, circuitos sintonizados, transformadores, LED, etc. No significa que no hagan "algo" con la energía que se les provee sino que para hacerlo necesitan esa fuente de energía. Por ejemplo un LED encenderá cuando se le aplica tensión, y, para ello hace falta una fuente de alimentación.

Se dice que un elemento es "activo" cuando suministra energía al sistema o pueden controlarla. Frecuentemente son componentes cuya función es controlar o manipular a las fuentes de energía de para producir ganancia (amplificación) o controlar una señal eléctrica. Son ejemplos: Pilas, generadores tensión y corriente, válvulas de vacío, transistores, circuitos integrados, etc. Los elementos activos de control precisan una fuente de energía externa para su funcionamiento. Por ejemplo un amplificador requiere de una fuente de alimentación.

Resistencia

No todos los materiales permiten que la corriente los atraviese con igual facilidad, por eso se dice que el material ofrece cierta "resistencia" a la circulación de la corriente eléctrica, esa resistencia puede ser nula o infinita, pasando por todos los valores intermedios, es decir son capaces de no impedir, en absoluto, el paso de la corriente hasta llegar a bloquearla totalmente.
La resistencia se mide en ohms y los elementos que la producen se conocen con el nombre de "resistores",
Vale la pena resaltar que la resistencia es una propiedad, mientras un resistor es el nombre del elemento físico que tiene esa propiedad. Así, "resistencia" es la propiedad que distingue al elemento llamado "Resistor", etc.

Tipos de resistores: Existen diversos tipos de resistores para distintos fines, por ejemplo: resistores fijos, resistores variables, potenciómetros de control con eje, potenciómetros de preajuste (presets), etc. Los resistores pueden construirse con alambre, con carbón aglomerado, con películas de carbón o metal depositadas sobre un sustrato aislante, etc.

Ley de Ohm

Ciertos materiales permiten que la corriente sea directamente proporcional a la tensión que se aplica sobre ellos, cuando esto es así se dice que obedecen a la Ley de Ohm, no todos los materiales obedecen a la ley de Ohm y eso significa que la corriente que pasa por ellos no es proporcional a la tensión que se les aplica. Cuando lo hacen, al duplicar la tensión que se aplica, también se duplica la corriente que circula. Esta ley es muy importante en las aplicaciones prácticas de la electricidad y puede enunciarse como:

V = R x I  o I = V / R o R = V / I

Mostrando todas las posibles relaciones, donde V es la tensión sobre los terminales de la resistencia, expresada en Volts, R la resistencia expresada en ohms e I la intensidad de la corriente expresada en Amperes.

Conexión en Serie y en Paralelo

Dos o mas resistores pueden conectarse entre si dando lugar a un nuevo valor de resistencia, cuando los resistores se conectan uno a continuación del otro, la resistencia total es la suma de la de cada uno de ellos. Cuando se conectan de forma que todos tienen sus terminales conectados a la fuente de tensión, se dice que "están conectados en paralelo" y la resistencia total que ofrece el conjunto se calcula de un modo algo más complicado

RT (serie) = R1 + R2 + R3 + ...+Rn

RT (paralelo) = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +...+ 1/Rn)

Puede verse que en una conexión serie, la resistencia total es mayor que la mayor de las resistencias y en la conexión en paralelo menor que la menor. Estas formas de asociación, no solamente son útiles cuando se desea obtener un nuevo valor a partir de otros existentes, sino que en todos los circuitos estas asociaciones se producen naturalmente al interconectar diferentes elementos entre si.

Potencia - Ley de Joule

La idea de potencia está vinculada a muchas cosas en la vida cotidiana, por ejemplo cuando hablamos de la potencia de un motor, la potencia de una lamparita,  la potencia muscular, etc.

También puede decirse que la idea de potencia está íntimamente ligado a la rapidez, por ejemplo un automóvil "potente" no sería aquel que puede hacer un viaje de 100 km, cualquiera puede hacerlo, sino aquel que lo puede hacer rápidamente. As, potencia y rapidez están asociados pero ¿rapidez de qué o para qué?, pues bien, es la rapidez para producir y consumir energía. La energía es la capacidad para hacer cosas tales como producir movimientos, calentar objetos, en general producir cambios físicos, se necesita energía para licuar el hielo, para comprimir un gas, para mover un arado o para trasmitir señales de radio. Todas estas cosas representa "trabajo", se requiere trabajo para lograrlas y la energía es justamente la capacidad para realizar ese trabajo. Como dijimos un trabajo puede realizarse lentamente o rápidamente, la cantidad de trabajo realizada será la misma ya sea que se haga rápido o despacio, pero cuando nos interesa saber a que velocidad se está realizando o queremos que se realice a cierta velocidad aparece la noción de potencia. La potencia se mide en Watt y representa la realización de Un Joule por segundo, siendo el Joule la unidad de energía en el Sistema Internacional de unidades (SI).

Cuando se abona la factura de energía eléctrica se lo hace por la energía que se ha convertido en trabajo útil, y lo que se indica en la factura suele ser el consumo en kilowatt hora. Nótese que esto no es potencia, es energía. La potencia se expresaría en kilowatt a secas, no en kilowatt hora. El kilowatt hora es una medida de energía similar al Joule, de hecho un kilowatt hora equivale a 3 600 000 Joules.

Potencia en Watt = Energía en Joule / Tiempo en segundos, esto equivale también a:

Energía en Joule = Potencia en Watt x Tiempo en segundos

De aquí se ve que la energía también puede expresarse en Watt-segundo, ya que un Joule = 1 Watt - segundo

La ley de Joule expresa una relación muy importante entre la electricidad y la potencia dice que la potencia es igual al producto de la corriente por la tensión: P = E x I, entendiéndose a E por la fuerza electromotriz aplicada sobre el dispositivo que consume o utiliza la energía y a I la corriente que circula sobre él.

Capacidad Colocar figura

Supongamos un dispositivo como el indicado en la figura constituido por dos placas paralelas. Este dispositivo recibe el nombre de Condensador o Capacitor y puede conectarse mediante un interruptor a una batería. Si se cierran simultáneamente ambos interruptores las cargas positivas y negativas existentes en los bornes correspondientes de la batería pueden movilizarse a las placas del condensador que ahora están unidas a esos bornes. Las cargas positivas que hay en la placa positiva atraen más cargas a la placa negativa y viceversa, pero como las cargas no pueden neutralizarse porque no pueden pasar de una placa a la otra, se van acumulando en las placas hasta que ya no pueden hacerlo más porque las cargas positivas que se han acumulado en la placa positiva comienzan a rechazar con más fuerza a las cargas de la batería que lo que la pueden atraer las negativas que hay sobre la opuesta (lo mismo sucede en la otra placa).
Así, durante los primeros momentos se establece una corriente eléctrica en los conductores que unen la batería con las placas y en la superficie de las placas mientras se acomodan las cargas.
Cuanto mayor superficie tienen las placas hay más espacio disponible para que se acomoden más cargas en cada una de ellas como resultado de su mutua atracción. Si las placas se hallaran más cerca entre se acumularía aún mayor cantidad de cargas por la mayor fuerza de atracción que ejercen las cargas entre si al estar más cercanas. Si ahora abrimos los interruptores y apartamos el dispositivo, las cargas que están a las placas quedarán atrapadas en las placas hasta que de alguna manera se les provea de un camino para reunirse y neutralizarse.

Al quedar un grupo de cargas de un signo situadas frente o otro grupo del signo opuesto, entre ellas se establece un campo electrostático, ahora bien, para que estas cargas pudieran movilizarse hasta las placas hizo falta la energía de la batería que las llevó hasta allí, esta energía, del mismo modo que la impresa a un resorte para poder comprimirlo, estará nuevamente disponible si de alguna manera se le permite a las cargas volver a reunirse (como el resorte al liberarse). Esto equivale a afirmar que un capacitor puede almacenar energía. Convendrá saber y recordar que la energía se almacena en el campo electrostático que se establece entre las placas y no en las placas en si, lo que acumulado en las placas son las cargas eléctricas.

Cuanto mayor es la superficie de las placas y menor su distancia más cargas pueden almacenarse cuando se aplica una tensión, la medida de esta aptitud se llama Capacidad y se mide en farads (F) (un farad es una capacidad bastante grande para los usos comunes por lo cual será más común hallarla expresada en sus submúltiplos: microfaradios, nanofarads, picofarads), y se expresa como:

Capacidad en farads = Carga en coulombs  / Potencial eléctrico en volts

Una propiedad muy importante de los capacitores es oponerse a las variaciones de tensión (veremos que por esa razón son muy apreciados para eliminar el zumbido en las fuentes de alimentación). Si la tensión sobre sus bornes tiende a aumentar, el capacitor se carga un poco más, como haría un tanque con aire al que se le aplica una mayor presión (por eso la presión no puede aumentar instantáneamente). Entonces, la tensión sobre los bornes de un capacitor no puede cambiar instantáneamente, a menos que por algún tiempo le apliquemos una corriente prácticamente infinita (la corriente en un capacitor si puede cambiar rápidamente).

Dieléctricos: Aunque en la explicación no se dijo que hubiera algún material entre las placas, podría existir aire, vacío o cualquier otra sustancia. Normalmente se dispone entre las placas un material aislante que cumple varias funciones.

• Suele mantener a las placas mecánicamente próximas y aisladas entre sí.
• Aumenta la capacidad efectiva del condensador.
• Normalmente aumenta la tensión máxima que es capaz de soportar el condensador.

A estos materiales aislantes se los denomina  dieléctricos. Cuando a un capacitor con dieléctrico de aire o vacío se le intercala entre sus placas un material (normalmente un aislador), su capacidad puede llegar a aumentar notablemente; ese aumento dependerá del material utilizado y ello sucede porque en el dieléctrico se almacena energía eléctrica.
Al número de veces que aumenta la capacidad cuando se llena el espacio entre las placas con el material dieléctricos se lo conoce como "constante (o coeficiente) dieléctrica relativa del material".

Rigidez dieléctrica - tensión de ruptura

Probablemente hayamos observado alguna vez que entre cuerpos cargados suelen saltar chispas; efectivamente, existe un límite para la tensión que puede aplicarse sobre las placas de un capacitor más allá del cual saltará una chispa (excepto en el vacío absoluto).
Cuando se intercala un dieléctrico normalmente puede aplicarse al capacitor más tensión sin que salte la chispa, eso resulta muy conveniente porque no solamente el dieléctrico permite que el capacitor sea más pequeño (para una dada capacidad), sino que al mismo tiempo puede aceptar más tensión de funcionamiento. La tensión máxima que puede soportar un dieléctrico antes de que salte una chispa (la cual le perforará arruinándolo, si es sólido), se denomina: "rigidez dieléctrica" y en la práctica determina la tensión máxima que puede aplicarse a un capacitor sin arruinarlo. También se conoce como: "tensión de ruptura". Normalmente se la expresa en volts por milímetro (V/mm). La del aire seco a presión normal es de unos 3000 V/mm para superficies planas.

Tipos de capacitores: Existen diferentes tipos de capacitores, tanto desde el punto de vista de su disposición mecánica como de los materiales con los que están confeccionados. Pueden recibir diferentes nombres aunque se trate del mismo componente físico porque a veces se los designa por su construcción, por su material o por su función en el circuito.

Dieléctrico: Pueden nombrarse por el dieléctrico o aislación que utilizan, por ejemplo: capacitores de mica, de papel, de cerámica, de polietileno, de aire. Capacitores electrolíticos, de tantalio, etc. El material del dieléctrico le confiere ciertas propiedades. Por ejemplo el dieléctrico electrolítico (formado por una reacción química) es extremadamente delgado por  lo cual, aunque las placas están prácticamente en contacto físico, se mantienen aisladas eléctricamente entre si ,siendo su separación tan pequeña que pueden lograrse grandes capacidades con menor superficie de placas, permitiendo reducir el tamaño del capacitor.

Capacitores fijos: Su capacidad permanece constante con el tiempo, es decir que su valor es único y estable, o por lo menos eso es lo que se espera de ellos.:

Capacitores de paso o acoplamiento: Capacitores utilizados para vincular etapas que operan con corriente alterna y continua simultáneamente, su finalidad es permitir que las etapas compartan las misma tensiones alternas y no las continuas. Este capacitor impide el paso de la corriente continua mientras que si permite el de la alternada aislando las etapas entre si para la CC.  
Capacitores de desacoplamiento: Son capacitores, normalmente conectados masa, cuya función es conducir a masa tensiones alternas presentes en ciertos puntos del circuito, de manera que esos puntos puedan mantener una tensión continua cualquiera respecto de masa, pero que estén a potencial de masa para la alterna. Se llaman de "desacoplamiento porque frecuentemente, a través de las líneas de CC que alimentan las diferentes etapas de un equipo electrónico, se  "cuelan" señales de unas a otra. Los capacitores citados, están encargados de impedirlo, derivándolas a masa.
Capacitores de filtrado: Se emplean en fuentes y circuitos de alimentación para lograr que las tensiones proporcionadas sean lo más continuas posibles, es decir que no contengan restos de la componente alterna que le diera origen, se dice que "filtran" la corriente continua por analogía con los filtros comunes que dejan pasar los líquidos mientras impiden el paso de partículas sólidas.

Capacitores variables: Su capacidad puede variarse intencionalmente por medios eléctricos o mecánicos.

De sintonía: Pueden ser de placas paralelas provistos de un eje para insertar gradualmente el conjunto de placas móviles dentro de las fijas, de placas concéntricas provistos de un tornillo para lograr el mismo objetivo. La forma de variación de la capacidad respecto del ángulo del eje o paso del tornillo puede ser de  lineal, logarítmica u otra que resulte conveniente.

De preajuste (trimmers). Consisten en unidades que no están destinadas al control por parte de los operadores de los equipos sino para realizar ajustes sobre algunas etapas durante el proceso de calibración de los equipos. Suelen ser pequeños capacitores de placas paralelas o de compresión provistos de un tornillo para su ajuste.

De compresión: son capacitores de chapas paralelas que pueden acercarse o alejarse entre si mediante un tornillo. Su dieléctrico suele ser de mica.

Inductancia

Al igual que un capacitor es capaz almacenar carga eléctrica, un inductor puede "almacenar" magnetismo en el espacio que lo rodea. Para agrupar las cargas en el capacitor hacía falta energía, igualmente para construir un campo magnético alrededor de un alambre o bobina, también se precisa energía.
Una propiedad importante del inductor es la de oponerse a los cambios de corriente (ley de Lenz). Cuando por alguna razón la corriente tiende aumentar el inductor responde con una tensión opuesta a la aplicada que trata de impedir el incremento de la corriente. En la práctica, la corriente en un inductor no puede cambiar instantáneamente (la tensión sobre el inductor, si, puede cambiar instantáneamente).

La inductancia se mide en henrys (H) y normalmente los valores empleados en circuitos comunes podrá variar entre algunos nanohenrys hasta algunos henrys.

Tipos de inductores: Pueden clasificarse por su forma: de rosquilla (toroides), cilíndricos (solenoides), de alambre recto, etc. Con o sin núcleo de material magnéticos. Fijos o variables y otras. Cuál convenga utilizar dependerá de la aplicación particular. Su propiedad esencial es justamente la de presentar inductancia con valores útiles para nuestros propósitos.

Inductores y núcleos (completar)

Materiales de núcleos

Saturación

Reactancia

Tanto los capacitores como los inductores presentan cierta impedimento a la circulación de corrientes alternas por los circuitos. Esta propiedad, que nos sugiere una especie de "resistencia" u "oposición" al paso de la corriente, se llama "Reactancia". aunque tiene similitudes con la resistencia, sus diferencias son tan importantes que asociar la rectancia a l simple concepto de una resistencia para al paso de una corriente alterna, es una sobresimplificación que nos llevará rápidamente a errores.
La reactancia de un inductor se hace mayor a medida que aumenta la frecuencia de la corriente alterna que los atraviesa, a mayor frecuencia mayor oposición a la corriente; la reactancia es nula a la corriente continua y, en teoría al menos, infinita a una frecuencia infinita.   
A diferencia del inductor, la reactancia de un capacitor es menor a medida que aumenta la frecuencia. Su reactancia es infinita a la corriente continua y teóricamente cero a una frecuencia infinita.
Los valores de reactancia a una frecuencia cualquiera dependerá tanto de esa frecuencia como del valor nominal de la inductancia o capacidad considerada.

La reactancia se representa con la letra X seguida de un subíndice L si es del tipo inductiva (es decir la producida por un inductor) o C si es del tipo producido por un capacitor. X_L; X_C.

Estas propiedades de la reactancia se aprovechan frecuentemente en los capacitores para bloquear el paso de las corrientes continuas mientras se permite el paso de la corriente alterna que puede existir simultáneamente.

(Ampliar)
Aunque la reactancia capacitiva e inductiva tienen mucha semejanza entre si, no son idénticas. Ambos tipos producen un desfasaje entre la tensión y la corriente existente entre sus bornes, pero este desfasaje es diferente pues mientras en una, la tensión se adelanta 90º respecto de la corriente, en la otra se atrasa. Esta propiedad es muy interesante y da lugar a innumerables aplicaciones del fenómeno, la más importante para la radio bien podría ser aquella que se produce cuando ambas reactancias son de idéntico valor; en ese caso lo que atrasa una es idéntico a lo que adelanta la otra y, si se las conecta en serie sus efectos se anulan unos a otro dando lugar a que "desaparezcan" del circuito, es decir que ya no impidan el paso de la corriente. Este fenómeno se lo conoce como "resonancia" y veremos que es fundamental para todo lo que es la radio.

Así como los capacitores se emplean frecuentemente para bloquear el paso de la corriente continua, los inductores se utilizan frecuentemente para conseguir el efecto opuesto: Bloquear el paso de la corriente alterna, mientras permite el de la corriente continua. cuando los inductores se utilizan para esta finalidad, reciben el nombre de "Chokes".
Para que un inductor sea considerado un choke, su reactancia tiene que ser suficientemente alta para impedir, para todos los fines prácticos, la circulación de corriente alterna. Como la reactancia de un inductor es directamente proporcional a su inductancia y a la frecuencia de operación, un inductor quje quizás no serviría de choke a una frecuencia baja (poca reactancia), probablemente lo será a una mayor.
En muy bajas frecuencia probablemente se necesiten varios Henrios para tener un choke, mientras que en VHF o UHF, solo algunos mH serán suficientes para el fin.

Impedancia

La reactancia y la resistencia a menudo se presentan juntas, veremos que será muy útil representar de algún modo el efecto combinado de ambos. Por cierto una mayor "impedancia" (su nombre está relacionado con la idea de "impedir") provocará una mayor oposición al paso de una corriente, pero si la impedancia fuera mayormente resistiva se opondrá tanto a la corriente continua como a la alterna dependiendo poco de la frecuencia como corresponde a una resistencia, en cambio si fuera predominantemente reactiva, su comportamiento estará mucho más condicionado por la frecuencia, como corresponde a una buena y pura reactancia...
Por estar compuesta una impedancia por dos elementos diferentes no puede representarse completamente mediante un solo número. Harán falta dos y además algo que indique si la reactancia vinculada es capacitiva o inductiva. Una forma conveniente es representarla mediante dos números uno que represente a la resistencia y otro a la reactancia vinculados por un signo que será positivo si la reactancia es inductiva y negativo si es capacitiva, simbólicamente R+/-X, por ejemplo. El símbolo convencional para la impedancia es la letra Z.

Es habitual emplear los llamados "Números complejos" para representar uno u otro tipo, por ejemplo:

Z = 30 + j15  una impedancia representada por 30 ohms resistivos en serie con 15 ohms inductivos

Z = 20 - j15 una impedancia representada por 20 ohms resistivos en serie con 15 ohms capacitivos

(Más adelante veremos que es posible operar bastante bien, en la práctica, sin recurrir a ellos).

Muchas veces resulta útil tener una idea de la oposición total que una impedancia esta presentando al paso de una corriente alterna, especialmente cuando estamos considerando una sola frecuencia o una porción muy estrecha del espectro. En tal caso se utiliza lo que se denomina "módulo de la impedancia" El módulo se calcula fácilmente sumando cada una de las componentes (resistiva y reactiva), elevadas al cuadrado, extrayendo la raíz cuadrada al resultado. (escribir aquí ecuación con símbolos):

Componentes reales e ideales

Habiendo llegado a este punto es importante distinguir entre componentes ideales y componentes reales.
Un componente ideal presenta solamente la propiedad que lo caracteriza en forma pura sin otras que no correspondan. Por ejemplo un capacitor ideal, solamente presentará la propiedad que definimos como "capacidad" en los párrafos anteriores; no presentará ninguna inductancia o resistencia asociada a su capacidad.
Los componentes reales no presentan este comportamiento, no porque "funcionen mal" sino porque la idealización es tan solo una abstracción útil para comprender los fenómenos que le son propios.
La construcción real de los elementos da lugar a que presenten simultáneamente varias propiedades. De este modo, un capacitor presentará al mismo tiempo alguna inductancia y resistencia. Un inductor, tendrá resistencia y capacidad y un resistor nos regalará con una inductancia y una capacidad asociadas.
En el pasado se las llamaba "parásitas" a estas manifestaciones. Ello forma parte de una visión de la realidad superada por concepciones integrales más modernas. (Nota: una forma elegante de enunciarlo en los libros especializados es decir que se opera con: "Modelos idealizados de constantes concentradas lineales e invariantes en el tiempo...")

Que el componente sea invariante en el tiempo será de gran importancia para ciertos circuitos de radio. En este sentido, sus propiedades dependerán bastante de los materiales con que está construido, su estabilidad mecánica y su dependencia de otros factores ambientales tales como la temperatura, la humedad, las radiaciones, etc.
Por ejemplo sabemos que los metales se dilatan y contraen con la temperatura, un inductor hecho con espiras de cobre, variará su tamaño debido a esta contingencia y, al variar su tamaño, necesariamente lo hará también su inductancia. Si la frecuencia de un oscilador depende de ella, esa frecuencia dependerá, entonces de la temperatura, lo cual generalmente es indeseable...

Q o factor de calidad de los componentes

La Q proviene del inglés "Quality" = calidad.
Se espera que un inductor o un capacitor sean capaces de almacenar energía, entonces, no deberían disiparla en forma de calor (u otra forma de radiación electromagnética).
Una propiedad de la reactancia: es oponerse al paso de una corriente alterna sin disipar energía en el proceso (en los resistores también se ejerce resistencia al paso de la corriente, pero la energía se disipa en forma de calor).

En la práctica, los capacitores e inductores reales disipan algo de energía, por esta razón, los componentes reales suelen representarse mediante dos componentes ideales: Una la reactancia ideal que no disipa energía y un resistor (también ideal) que representa la disipación de energía producida por el componente real.
Se define entonces al Q o "Factor de calidad", como la relación (cociente) entre la reactancia y la resistencia equivalente. Si a estos componentes se los representa en serie el Q será

Q = Reactancia (inductiva o capacitiva) / Resistencia

En la práctica pueden construirse condensadores mucho más "ideales" que inductores. Por eso el Q de los capacitores puede alcanzar fácilmente vario miles, mientras que el Q de los inductores se considera bueno cuando es del orden de algunos cientos. Esto es así porque los dieléctricos empleados en los capacitores a las frecuencia corrientes presenta muy pocas pérdidas (por ejemplo, el aire prácticamente ninguna), mientras que los alambres y núcleos de los inductores presentan resistencia y pérdidas varias apreciables.

Transformadores

En general un transformador es un dispositivo capaz de transformar una tensión y corriente (alterna) asociada a la misma en otra tensión y corriente diferente, manteniendo constante la potencia en el proceso. Para explicarlo con un ejemplo imaginemos la resistencia de una estufa que alimentada con 110 V consuma exactamente 10 A. Esto representa siendo la potencia P = E x I, entonces P = 110 V x 10 A = 1100 W.
Si quisiéramos que la energía para la estufa fuera provista por la red de 220V intuimos que no será posible conectarla directamente porque posiblemente se destruiría. Si existiese algún dispositivo capaz de "convertir" los 220 V en 110 V, podríamos usarlo y así obtener energía para la calefacción de la línea. Ese dispositivo es justamente el  transformador.
Ya que el en transformador la potencia no cambia (excepto por las pérdidas indeseadas del proceso)  sabemos que la corriente sobre el lado de 220 V ha de ser P = 1100 W / 220 V = 5 A.
El transformador funciona aprovechando un fenómeno que se produce entre dos bobinas que comparten un mismo campo magnético conocido como "inducción mutua". El bobinado que se conecta a la fuente de energía se la llama "primario" y del que se extrae energía ,"secundario". Puede haber varios bobinados, lo común será una primaria y uno o más secundarias.
El transformador se llama "de corriente alterna" pero transforma tensiones corrientes e impedancias, porque estas magnitudes están todas vinculadas mediante la ley de Ohm para la corriente alterna. La transformación de tensión se consigue básicamente por la relación (cociente) entre los números de vueltas de los bobinados primarios y secundarios. En general la relación de transformación de tensiones será la misma que la relación entre el número de vueltas del primario versus el secundario. Por ejemplo si a un primario de 1000 espiras se le aplican 100 V y está acoplado a un secundario de 500 espiras, la relación de transformación n = Np/Ns = 1000/500 = 2, por lo tanto, la tensión en el secundario será 100/n = 50 V. La relación de corrientes es inversa a la relación de espiras. En el ejemplo anterior la relación de espiras era 2, por lo tanto la relación de corrientes será 1/2 = 0,5.. En el ejemplo si la corriente primaria fuera 10 A la corriente secundaria sería 10/0,5 = 20 A.
El transformador permite adaptar impedancias y la relación entre las impedancias será el cuadrado de la relación de transformación n.  En el ejemplo siendo n = 2 la relación de transformación de impedancias será n² = 2² = 4, por lo tanto si la impedancia en el secundario fuera 100 ohms, la que se vería en el primario sería 100 x 4 = 400.
Lo anterior ha sido una explicación muy somera para tener una idea. Más detalles se darán más adelante en los apuntes más avanzados.

De poder

Los transformadores destinados a proveer de energía a los circuitos eléctricos electrónicos, como en ejemplo anterior,  se denominan transformadores de poder. Cuando transforman tensiones y corrientes a las frecuencias de la línea de canalización domiciliaria (50 o 60 Hz, de acuerdo a la norma empleada en cada país)) normalmente están construidos con núcleos de hierro laminado, aunque cada vez se están empleando más transformadores con núcleos de Ferrite (óxidos de hierro pulverizados con otros materiales) por su menor peso, aunque ellos no operan directamente a la frecuencia de la línea sino a otras bastante más elevadas.

De audio

Los transformadores de audio normalmente se emplean como dispositivos adaptadores de impedancia entre etapas o entre las fuentes de energía de audio y aquellos dispositivos a los cuales se aplican, tales como parlantes, etapas de radiofrecuencia moduladas, etc. Su uso está cada vez más relegado por el empleo de otros métodos que resultan en dispositivos más livianos, precisos o económicos para lograr esos objetivos. Durante mucho tiempo fueron asiduamente empleados en amplificadores de audio y moduladores. Su diseño es más complejo que los de un transformador de poder pues deben mantener sus características dentro de una amplia gama de frecuencia, mientras que los primeros solo necesitan hacerlo en una sola.

De RF de banda ancha

En el campo de las radiofrecuencia los transformadores han tenido cada vez más presencia en los equipos de radio, especialmente a partir de los años ´60 en que el empleo de tecnologías capaces de operar en amplios rangos de frecuencia sin circuitos sintonizados fueron haciéndose cada vez más usuales. Actualmente prácticamente no se construyen equipos que no posean uno o más en sus circuitos. Una variante muy utilizada es el transformador / línea de trasmisión que tiene la propiedad de operar como transformador de banda ancha en bajas frecuencias y como transformador de línea de trasmisión en las más elevadas.

Transformadores sintonizados

Pueden ser tanto de audio como de radiofrecuencias y se emplean fenómenos de resonancia para lograr su propósito habitual que puede ser el de adaptar impedancias o transferir potencia a una carga. La particularidad esencial del transformador es que el rango de frecuencias en que realiza el proceso queda limitado por la resonancia lo cual puede aprovecharse para transferir energía y al mismo tiempo lograr que ello suceda en cierto rango de frecuencias, por ejemplo se emplean transformadores sintonizados en los receptores de radio para dotarlos de su capacidad para seleccionar una sola señal entre millones que existen simultáneamente en el éter. Tienen oras propiedades muy interesante que no se describirán en este nivel.

Diodos

Los diodos son elementos de circuito que pueden construirse mediante tubos de vacío o semiconductores. Sus características se aprovechan en innumerables aplicaciones. Diodo significa literalmente "dos electrodos". La propiedad más utilizada de un diodo (no la única), es conducir la corriente eléctrica en un solo sentido. Cuando se le aplica una tensión con cierta polaridad se comportan como aisladores y cuando esa tensión se invierte lo hacen como conductores. En el primer caso se dice que están polarizados en "directa" y en el segundo en "inversa". El primer diodo fue el diodo de vacío de Alexander Flemming, quien supo aprovechar esta propiedad para detectar señales de radio. Aunque Edison había observado el fenómeno mientras trata de evitar el ennegrecimiento de las ampollas de sus lámparas de iluminación. Los tipos de diodos más comunes son:

Diodos rectificadores

Se los emplea para convertir corriente alterna en corriente continua. La principal propiedad de un diodo que es la de permitir la circulación de corriente por él en un solo sentido es aprovechada para el propósito en diversos circuitos rectificadores.  Para su uso práctico resulta conveniente que puedan manejar grandes corrientes y o tensiones, de acuerdo a la aplicación. sus junturas son voluminosas lo cual no los hace aptos para operar a altas frecuencias por la mayor capacidad que presentan, aunque actualmente se están desarrollando diodos muy eficientes en tal sentido que se emplean con bastante éxito en las fuentes conmutadas.

Diodos detectores

Los diodos detectores son diodos cuyas características se han optimizado para presentar poca capacidad e inductancia parásita de manera tal que puedan desempeñarse bien en frecuencias tan altas como las existentes en los equipos de radio. También, si son con semiconductores, se precisa un diseño que a nivel microscópico permita que los portadores de carga puedan movilizarse rápidamente en la juntura.
Los diodos detectores son pequeños y normalmente no manejan potencia, sino señales débiles. Los diodos más comúnmente usados durante décadas para este fin han sido los de Germanio de contacto puntual, un método constructivo que permite lograr esos resultados. Actualmente se emplean para el fin los denominados diodos Schottky.(llamados así en homenaje al descubridor del efecto electrónico que permite su funcionamiento).

Diodos Zener

Los diodos zener reciben este nombre en honor a su inventor, el profesor de física Clarence Zener. Los diodos zener cuando se polarizan adecuadamente tienen la interesante propiedad de impedir el paso de corriente hasta que la tensión sobre sus bornes alcanza cierto valor, en ese punto el diodo pasa bruscamente al estado de conducción. Este fenómeno se aprovecha ampliamente en circuitos reguladores de tensión.

Diodo Varicap o Varactor

El diodo Varicap, también llamado Varactor utiliza la propiedad las junturas de los diodos semiconductores de variar su capacidad cuando se le aplica tensión (normalmente en el sentido inverso).
Son elementos muy utilizados en circuitos sintonizados y osciladores modernos pues permiten utilizar una tensión eléctrica para variar su capacidad y controlar así la frecuencia de resonancia de de circuitos sintonizados en etapas de filtro u osciladores. Actualmente la mayoría de los modernos equipos de comunicaciones utilizan estos diodos en sus circuitos sintetizadores de frecuencia, reemplazando los clásicos condensadores variables que fueran casi un símbolo de la radio.

Diodos LED

Los diodos LED derivan su nombre de los vocablos ingleses "Light Emitting Diode" que significan literalmente "diodo emisor de luz". Se emplean como indicadores luminosos en reemplazo de los antiguas lamparillas o formando parte de dispositivos para representaciones alfanuméricas (displays).
Actualmente se están fabricando diodos de varios colores y de gran rendimiento luminoso, con lo cual sus aplicaciones en la industria se han ampliado considerablemente.

Fotodiodo

Los fotodiodos son dispositivos sensibles a la luz. Cuando su juntura, polarizada de manera tal de que no permita el paso de corriente, es iluminada, permiten el paso de la electricidad.
Todos los diodos presentan esta propiedad en mayor o menor medida pues los fotones de la luz generan portadores de corriente en las junturas, pero en los fotodiodos se optimizan las condiciones para que este proceso se produzca muy eficazmente.
Se los emplea sobre todo en circuitos de control, porque asociados a circuitos de conmutación electrónicas apropiados producen controles libres de desgaste, fallas mecánicas o falsos contactos.
Actualmente se usan para sustituir ingeniosamente muchos controles que en el pasado reciente hacían uso de potenciómetros o condensadores variables, sobre todo en los controles de de sintonía de los equipos, donde la perilla del dial actúa sobre fotodiodos para controlar sintetizadores de frecuencia digitales.

Relevadores (relay)

Los relevadores o "Relays" son conjuntos de interruptores eléctricos que pueden conmutarse a voluntad actuando mecánicamente sobre los ellos por la aplicación del campo magnético producido por una bobina sobre placa de hierro que, mediante una palanca, mueve el conjunto de contactos. Los relevadores tienen miles de aplicaciones en el mundo de la electricidad y la electrónica; actualmente van cayendo en desuso a media que los dispositivos de conmutación electrónica son capaces de manejar mayores corrientes sin distorsión ni sobrecalentamientos.

Válvulas o tubos de vacío

A principios del siglo pasado se inventó aquello que daría nacimiento a toda la electrónica moderna y con ella al inmenso progreso en todos los sentidos que ha representado: Nos referimos a la válvula electrónica o tubo de vacío. Por su intermedio se logró por vez primera amplificar las débiles señales de radio y también muy pronto sobreimprimir la voz humana primero y mucha más información poco después de un modo bastante simple y eficaz .

Estos dispositivos van desde el simple diodo hasta los elaborados tubos de rayos catódicos de los televisores en colores. Básicamente consisten de un metal que al ser calentado expulsa de su superficie electrones por un proceso parecido al que tiene lugar durante la evaporación de un líquido, llamado emisión termoiónica. Esos electrones normalmente permanecerían en las cercanía del metal y eventualmente retornarían a él pero cerca de ellos se coloca otra placa de metal cargado positivamente que atrae a los electrones que salieron evaporados del metal originando una importante corriente eléctrica entre el metal calentado y el que se carga positivamente. Ambas piezas de metal reciben el nombre de "electrodos". El proceso se realiza en el vacío o a presiones extremadamente bajas. El electrodo que al ser calentado produce la nube de electrones se llama "cátodo" y al que está cargado positivamente y los atrae hacia si "ánodo".

Esta disposición hace que la corriente solamente pueda pasar desde el cátodo hacia el ánodo, porque si el otro electrodo estuviera cargado negativamente, los electrones (negativos) evaporados por el calentamiento no serían atraídos sino que serían rechazados nuevamente hacia él. Esta propiedad es muy útil porque permitió "rectificar" una corriente alterna, es decir lograr a partir de una corriente alterna una continua y eso permitió construir el primer detector de ondas de radio con tubos de vacío; su sensibilidad era muy superior al primitivo cohesor que había perfeccionado Oliver Lodge. La invención del diodo la hizo en 1904 el ingeniero inglés John Ambrose Fleming.

En 1907, Lee De Forest tuvo una idea genial: Intercaló entre ambos electrodos un tercero al cual le aplicaba más o menos carga negativa para que los electrones evaporados por el cátodo fueran parcialmente rechazados evitando que muchos lograran alcanzar al ánodo.
Si se cargaba muy negativamente la corriente podía interrumpirse totalmente y si se retiraba la carga, el tubo podía funcionar igual que el diodo normal. Así, variando la carga eléctrica del tercer electrodo podía controlar el paso de corriente por el tubo. El tercer electrodo no era sólido sino que consistía de un tejido abierto (o configuración similar), de manera que los electrones pudieran atravesarlo (como el aire a una red), por esta razón se lo conoce como rejilla o grilla de control. A este nuevo tipo de tubo lo llamó "Audión" y hoy lo llamamos triodo. Esta propiedad de la rejilla de control representó uno de los cambios más revolucionarios en la historia de la humanidad, porque el tubo de vacío hizo posible la amplificación y control de las sutiles y veloces señales eléctricas. Nacía así la electrónica, y con ella todo un nuevo mundo abrió sus puertas al espíritu humano...

Una vez que fueron asentadas las bases para el primer amplificador de tubos electrónicos, ellos progresaron rápidamente; surgieron, el tetrodo, el pentodo, y otros tubos con varias rejillas que afinaban su utilidad al máximo. Se inventaron válvulas especializadas, como los tubos de rayos catódicos que ,entre otras cosas, alargaron el horizonte de nuestra mirada con el advenimiento de la TV y produjeron poderosos instrumentos para escudriñar el hasta ese entonces invisible mundo de los campos electromagnéticos. Se crearon poderosos tubos para controlar grandes potencias; el alcance y las posibilidades de la radio crecieron vertiginosamente en todas las frecuencias. Repentinamente el velo de las distancias cayó con un soplo, y el mundo cupo en un parlante. Con la radioastronomía comenzamos a escuchar la intuida música de los cielos; las computadoras dieron sus primeros pasos de la mano de aquel viejo y querido tubo de vacío que nos regalaran Edison, Fleming y De Forest...El primer mensaje del hombre al universo fue emitido con uno de ellos en 1974 desde Arecibo

Transistores

Hasta 1948 el tubo de vacío fue el indiscutido rey de la electrónica, supo honrar a sus creadores con sus extraordinarias proezas, pero en ese año, un nuevo invento vio la luz: Un minúsculo trozo de mineral era capaz de hacer lo que el tubo de vacío en una fracción de su tamaño y sin los inconvenientes derivados de su mecánica y necesidad de calor. En muy poco tiempo el transistor reemplazó a la válvula en todas las aplicaciones de baja potencia y luego lentamente, primero en las bajas frecuencias y apenas más tarde en las radiofrecuencias, a sus poderosas hermanas mayores.

El transistor se construyó a partir diminutos cristales de Germanio y Silicio extremadamente puros y perfectos que se contaminaban intencionalmente con impurezas perfectamente dosificadas para otorgarles las propiedades semiconductoras, que en delicado equilibrio hacían posible los complejos procesos cuánticos que se desarrollan en el interior de un semiconductor. El conocimiento de la física del estado sólido y la estructura atómica estaban maduras para abordar el misterioso y mágico mundo del átomo.

Felizmente el transistor puede ser comprendido en casi todas sus aplicaciones sin tener que recurrir a complejos conocimientos de física teórica y son tan sencillos y seguros como lo fuera aquella válvula que hiciera las delicias de los primeros aficionados. Tanto en unas como otros encontraron máquinas amigables e incansables compañeros en las cotidianas aventuras del radioaficionado emprendedor.

Oscilaciones

Intercambio de energía....

La energía puede cambiar de forma, por ejemplo la energía que posee una piedra en movimiento (energía cinética) vertical hacia arriba , no se pierde a medida que su velocidad disminuye, sino que se convierte en otra forma de energía, la energía potencial (gravitatoria), por esa razón cuando la piedra llega a su máxima altura y comienza a descender, la energía potencial se va convirtiendo nuevamente en energía cinética a medida que la piedra adquiere velocidad nuevamente. Vemos que se produce un intercambio de energía.
La energía puede "almacenarse" de muchas maneras, en el ejemplo anterior vimos dos: En el movimiento de un objeto (cinética) y en su posición (potencial), pero hay muchas otras maneras, por ejemplo en el campo eléctrico de un capacitor, en el campo magnético de un inductor, en la tensión de un resorte o en el estado químico de una batería.

Resonancia      ampliar

Resonancia es una palabra que proviene de "sonido" -  "re-sonar". Cuando se canta una nota cerca de un piano, se observa que la cuerda correspondiente a la nota cantada comienza a vibrar también, es decir a sonar acompañando a la nota cantada. La vibración de la cuerda ocurre por simpatía. Se llaman resonadores a aquellos cuerpos que puestos en presencia de otro cuerpo sonando se pone a su vez a sonar. Un resonador produce siempre una nota determinada y solo responde a sonidos del mismo tono que el suyo propio.

La resonancia es un fenómeno tan común en nuestras vidas que la enumeración de las manifestaciones de ella sería interminable. Hay resonancia cuando se frota la cuerda de un violín. Hay resonancia cuando se sintoniza un receptor de radio o TV y la hay en la mayoría de los relojes mecánicos y electrónicos. Está presente tanto en nuestros oídos y nuestras cuerdas vocales como en las olas del mar.

Para que haya resonancia se precisan tres cosas: dos sistemas de almacenamiento de energía y un dispositivo que permita convertir una forma de energía en otra (se llama transductor). El transductor no es siempre evidente, como en el caso de un sistema resonante formado por un resorte y una masa. Con estos elementos la energía pasa de un sistema de almacenamiento al otro periódicamente, por ejemplo el movimiento en la masa se va convirtiendo en tensión en el resorte a medida que la misma va perdiendo velocidad al empujar sobre él.

En electrónica esta propiedad se presenta en las combinaciones de capacidad e inductancia. En efecto, una capacidad conectada convenientemente con una inductancia posee propiedades similares a las de las cuerdas vibrantes. Tiene por ejemplo una frecuencia de vibración eléctrica propia y responden a la presencia de oscilaciones eléctricas de su propia frecuencia natural, como lo hacen las cuerdas y las membranas mecánicas. En la resonancia normalmente interviene un intercambio de energía entre dos sistemas de almacenamiento. Cuando se trata de resonancias mecánica el intercambio se produce por ejemplo entre un resorte y una masa, en electricidad entre un condensador y un inductor. La energía cambia alternativamente de lugar entre uno y otro, dando lugar al proceso repetitivos conocido con el nombre de oscilaciones. Una vez que se ha puesto en movimiento un sistema oscilante mecánico o eléctrico, permanecerían en tal condición  para siempre si no fuera porque la energía escapa del sistema, con lo cual las oscilaciones van atenuándose más o menos rápidamente a menos que se reponga la energía perdida de alguna manera.

En los sistemas mecánicos la energía se pierde por el rozamiento de las piezas. A veces se instalan dispositivos destinados a producir ese rozamiento adrede, como en los amortiguadores de los automóviles, para rápidamente disminuir las oscilaciones del vehículo cuando este atraviesa un bache. En los sistemas eléctricos la energía almacenada en la capacidad y la inductancia puede perderse en las resistencias del circuito en forma de calor o bien en forma de radiación electromagnética como luego veremos. Es interesante señalar que las leyes de la resonancia mecánica y eléctrica son prácticamente idénticas al punto que pueden emplearse las mismas ecuaciones para describir el comportamiento, así el análogo de la masa es la inductancia, el del resorte es la capacidad y el del rozamiento es la resistencia. esta identidad conceptual se aprovechó en la primeras computadoras "analógicas" en las que los diversos sistemas mecánicos eran simulados con circuitos electrónicos que podían resolver eléctricamente las ecuaciones típicas de estos procesos (conocidas como ecuaciones diferenciales). Para hacerlo se empleaban amplificadores electrónicos especiales que tenían muchísima ganancia, un par de entradas y una salida conocidos como "amplificadores operacionales" pues podían realizar operaciones de suma, resta, multiplicación, radicación, logaritmación, diferenciación e integración con señales eléctricas. Estos amplificadores recibía, por esta razón, el nombre de "amplificadores operacionales", conocidos por todos los aficionados experimentadores por los su popularización gracias a la aparición de circuitos integrados a otras áreas de la electrónica.

LC serie

LC paralelo

RLC

Fórmula Thompson

Selectividad

La selectividad es la propiedad que tienen ciertos circuitos de discriminar entre frecuencias diferentes, es la propiedad fundamental que hace posible elegir una señal entre millones que se hallan simultáneamente superpuestas en el éter o en un circuito electrónico. El circuito más sencillo que ofrece esta propiedad es la combinación de un capacitor y un inductor, ya sea conectados en serie o en paralelo. Con diversas combinaciones ingeniosas de estos circuitos y otros circuitos activos se logran selectividades muy importantes y respuestas precisas. No solamente los circuitos LC tienen esta capacidad, los elementos mecánicos compuestos por masas y materiales elásticos presentan estas propiedades en grado sumo, surgen así circuitos resonantes electromecánicos como los cristales y cerámicas piezoeléctricos, los resonadores mecánicos de discos y otros. (electroestricción)

Adaptación de impedancia

La función principal de todos los generadores de energía eléctrica es entregar es energía a algún dispositivo que la utilice convenientemente. Estos dispositivos se denominan en la jerga técnica "la carga". Puesto que se trata de transferir energía se intuye que la eficacia de este proceso ha de ser un objetivo importante. Se puede demostrar que la máxima transferencia de energía entre el generador y la carga se produce cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna del generador. En electrónica, frecuentemente los generadores o las cargas pueden no ser resistencias puras y el principio puede enunciarse de manera similar reemplazando la palabra resistencia por impedancia, con un pequeño agregado: la impedancia de carga tiene que ser tal que las resistencias sean iguales y la reactancias iguales pero de signo opuesto.

En casi toda interconexión entre etapas electrónicas de equipos de radio será frecuente encontrar algún tipo de circuitería a propósito para lograr la adaptación de impedancias mencionada, pero el aficionado se encontrará más a menudo esta cuestión es en la adaptación de las etapas de salida a las líneas de trasmisión y de las líneas de trasmisión a las antenas. Es un tema cotidiano que ocupa gran parte de los desvelos propios de la actividad...

Amplificadores

Los amplificadores son dispositivos capaces de aumentar la amplitud de una magnitud eléctrica tal como la tensión, la corriente o la potencia. Su principio de funcionamiento es similar al de una válvula de paso, es fácil ver que mediante el pequeño esfuerzo necesario para girar su manivela o llave puede controlarse el paso de algún fluido cuya presión bien puede mover enormes mecanismos que serían imposibles de mover con la mano. De forma similar una pequeña tensión o corriente eléctrica puede controlar el paso de corriente eléctrica por dispositivos específicamente diseñados para tal fin tal como los tubos electrónicos o los transistores. El primer dispositivo de este tipo fue inventado por Lee de Forest en 1906 y lo llamó "Audión", hoy se lo conoce técnicamente como válvula tríodo y ese invento hizo posible el nacimiento de toda la electrónica moderna.

Osciladores

Los osciladores son circuitos electrónicos encargados de generar energía eléctrica de corriente alterna en distintas frecuencias. Es uno de los bloques básicos más importantes de un sistema de radio. Un trasmisor poseerá uno o más de ellos para producir la onda eléctrica que se enviará a la antena con la información deseada. Un receptor, casi siempre también para convertir la señal recibida a un formato apropiado.

Los osciladores convierten la energía de la fuente de alimentación en ondas de frecuencias muy precisas y estables. El oscilador más sencillo constará de algún dispositivo encargado de controlar la frecuencia de oscilación y un dispositivo encargado de hacer la conversión de energía mencionada. El control de la frecuencia está a cargo de circuitos eléctricos tales como una combinación de bobina y condensador que tiene la propiedad "organizar" la energía en forma de ondas de frecuencias específicas, o de dispositivos electromecánicos tales como los cristales de cuarzo que pueden presentar oscilaciones mecánicas muy estables y producir electricidad en el proceso (piezoelectricidad). Esta propiedad  de sustentar intercambios de energía cíclicos precisos se conoce como "resonancia".

El manejo necesario de la energía de la fuente para mantener o sustentar las oscilaciones está a cargo normalmente de algún dispositivo activo tal como un transistor o una válvula mediante un proceso conocido como "realimentación positiva", el cuál básicamente consiste en reinyectar en la entrada de un amplificador parte de la señal de salida de manera que refuerce a la señal original.

Osciladores de inductancia - capacidad (LC)

La clase de oscilador más común utiliza inductores y capacitores para establecer o fijar la frecuencia de oscilación aprovechando el fenómeno visto, de la resonancia. Para transformar la energía de la fuente de alimentación en oscilaciones útiles se emplea algún elemento activo: transistores o válvulas, aunque también se se aprovechan características físicas de otros dispositivos para mantener las oscilaciones (diodos, túnel, por ejemplo).
Las configuraciones circuitales más clásicas que proveen oscilaciones, reciben los nombres de sus inventores, por ejemplo Oscilador Hartley, Clapp, Colpitts, Franklin, Vackar, etc. cada uno de ellos tiene sus ventajas, pero la estabilidad del oscilador dependerá fundamentalmente de la estabilidad de los elementos que lo componen, en particular de las bobinas y capacitores responsables de la sintonía o resonancia. No se agotan en ellos los elementos que contribuyen a su estabilidad, así, las capacidades e inductancias internas del dispositivo activo, la estabilidad de la tensiones de alimentación y de la resistencia de carga, la constancia de la temperatura, etc. son factores que influirán en la frecuencia y a los cuales hay que prestar mucha atención.

Osciladores de cristal

Obtener frecuencias precisas y estables ha sido siempre una necesidad prioritaria en los sistemas de comunicaciones. Ciertas sustancias como el cristal de cuarzo tiene cualidades electromecánicas interesantes que se aprovechan para producir oscilaciones muy estables a corto y largo plazo. Estos cristales vibran y su frecuencia de vibración depende de propiedades mecánicas que resultan mucho más estables que las eléctricas de los capacitores e inductores utilizados en los osciladores LC. Cuando lo hacen, debido al fenómeno conocido como piezoelectricidad (consistente en la facultad para producir electricidad cuando el cristal vibra o se deformar), las vibraciones mecánicas se convierten en vibraciones eléctricas que convenientemente tratadas proveen la señal deseada y mantienen al cristal vibrando.

La frecuencia de vibración de los cristales puede ser muy amplia, pudiendo abarcar desde unos pocos kHz hasta varias decenas de MHz, pero sus propiedades no están restringidas a este rango pues la frecuencia de una oscilación puede multiplicarse muchas veces en circuitos electrónicos apropiados, con lo cual sus beneficios alcanzan a casi todo el espectro electromagnético. Actualmente se emplean mucho otras sustancias, por ejemplo materiales cerámicos piezoeléctricos, para producir oscilaciones estables.

Sintetizadores

Síntesis significa literalmente "Composición de un todo por la suma de reunión de sus partes", Con el nombre de sintetizadores se distinguen diversos tipos de dispositivos más o menos complejos capaces de producir frecuencias (generalmente varias) partiendo de otras que se combinan entre si de alguna manera ingeniosa. Lo habitual es producir muchas frecuencias precisas y exactas partiendo de unas pocas. Los primitivos sintetizadores funcionaban sumando y restando las frecuencias de distintos bancos de cristales, o cristales y osciladores libres. En la actualidad se utilizan técnicas más elaboradas, tales como los lazos enganchados en fase (Phase Locked Loop - PLL) o la Síntesis Digital Directa (Direct Digital Synthesis - DSS).

Lazos de enganche de fase (PLL´s )

Son dispositivos que emplean circuitos digitales y osciladores (generalmente tipo LC) que son controlados por el resultado de una ingeniosa comparación entre la frecuencia de esos osciladores con una o más frecuencias de referencia obtenidas de precisos osciladores de cristal.
Los osciladores LC reciben una tensión que ajusta su frecuencia al valor esperado llamada "tensión de error". Si esa frecuencia se desvía levemente de la deseada, los circuitos digitales que la están monitorizando, harán una operación matemática con ella que la comparará con el oscilador de referencia más estable. Circuitos apropiados varían la tensión de control para eliminar el error de frecuencia y la corrigen. Demás está decir que este proceso se produce continuamente.
A estos sistemas capaces de autocorregirse se los conoce como servomecanismos. y son la base de los dispositivos cibernéticos, pues el nombre cibernética significa "arte del timonel", ya que el timonel se encarga de mantener al barco en su rumbo.
Los PLL y FLL, del inglés "Phase Locked Loop y Frequency Locked Loop" (Lazo de fijación, o enganche, de fase y Lazo de Fijación de Frecuencia) constituyen la implementación práctica más conocida de estos servosistemas en la generación de frecuencias. Es un método indirecto de síntesis pues la frecuencia final es derivada de otra frecuencia que se toma como referencia.

DDS

Un método más reciente para sintetizar frecuencias muy precisas es el conocido como DDS del inglés "Direct Digital Synthesis" (Síntesis Digital Directa). Como su nombre lo indica es un método directo de sintetizar la frecuencia, ya que el dispositivo construye matemáticamente la señal, valor por valor.
Las posibilidades de estos ingenios son extraordinarias: permiten un control muy preciso de su frecuencia y fase con precisiones del orden del milihertz, pueden saltar o cambiar su frecuencia  millones de veces por segundo si fuera necesario y producen poco ruido propio. Rápidamente se están convirtiendo en dispositivos estándar.

Mezcladores - Moduladores - Detectores de producto

Traslación de frecuencias (heterodinación)

Quien haya leído libros o visto películas de ciencia ficción seguramente ha conocido las extraordinarias máquinas que sirven para teletransportar cosas, por ejemplo a la tripulantes del Enterprise a la superficie de un planeta. Se supone que la máquina, de algún modo es capaz de convertir la materia en algo parecido a ondas y luego de recibidas en alguna otra parte reconstruir la materia original (aunque los transportadores del Enterprise parecen no necesitar estación receptora, por lo que deberían considerarse "proyectores").
Parece un sueño de autores imaginativos, pero en verdad existen aparatos semejantes, justamente eso es La Radio, veamos...

Los teletransportadores de la Federación no parecen ser capaces de llevar cualquier cosa a cualquier lugar, de lo contrario ¿para qué serviría el Enterprise?, quiere decir que tienen limitaciones, al parecer pueden teletransportar únicamente cosas pequeñas o tienen poco alcance; si estamos dispuestos a aceptar esa limitación ¿porque no aceptar un poquito menos?  ¿no sería extraordinaria una máquina que pudiera teletransportar algunas cosas valiosas, aunque no todas?, ¡desde luego que si!; si aceptamos eso podemos aceptar que para nosotros los humanos ¡la información es muy valiosa!, pues entonces veamos si podemos construir una máquina teletransportadora de... ¡Información! Veamos:

Una de las propiedades más importante de las ondas de radio es su posibilidad de propagarse a largas distancias a través del vacío. Si de algún modo fuera posible "convertir" o "transformar" nuestra valiosa información en ondas de radio, se la podría trasmitir hasta el lugar de destino y allí convertirla nuevamente en información comprensible. ¡Sabemos como hacer esto!, el proceso se conoce como: traslación, conversión, mezcla o modulación. Significa que estamos en condiciones de construir nuestra extraordinaria máquina teletransportadora de algunas cosas valiosas; la información bien puede ser una buena noticia, el rostro y la voz de un ser amado o el aviso de que ha obtenido su licencia de Radio Amateur...

Usted se preguntará tal vez porqué esa información no puede transportarse por el éter directamente, en realidad disponiendo las cosas adecuadamente, la información podría ser convertida en señales eléctricas analógicas y viajar por el espacio sin ser trasladadas. Podría alimentarse una antena directamente con la salida de un amplificador de audio, por ejemplo. El inconveniente es que la longitud de onda de las frecuencia de audio es tan grande que para que la antena pudiera desempeñarse más o menos decorosamente tendría que medir cientos o aún kilómetros de longitud. Por otra parte si un vecino quisiera hacer lo mismo, al utilizar ambos el mismo espectro de frecuencias las señales se interferirían con toda seguridad

Traslación conversión, mezcla o modulación... todos estos nombres representan casi lo mismo y su distinción obedece más al ámbito de aplicación que a diferencias en su naturaleza. así, cuando se traslada una señal de audio al espectro de las radiofrecuencias se habla de modulación, en cambio al proceso opuesto (convertir la señal de radio nuevamente en audio), se lo suele denominar detección (de producto) y si la traslación se realiza entre dos señales de radio frecuencia se lo llama mezcla. En todos los casos se está haciendo básicamente lo mismo: una operación que puede describirse matemáticamente como una multiplicación. Tanto la modulación como la detección o la mezcla resultan de multiplicar dos señales (si se prefiere dos ondas), aunque pueda parecer complicado es bastante fácil e intuitivo comprender.

Puede dibujarse una tabla en la que se escriba en una columna un número, en la adyacente otro que lo multiplica y en una tercera el resultado. La tercera columna es el producto de las otras dos. Se puede ver que el resultado depende tanto del multiplicador como del multiplicando, este tipo de operación puede reproducirse mediante un dispositivo eléctrico sencillo: Se aplica una tensión de, por ejemplo 10 V sobre un potenciómetro que tiene un dial calibrado de 1 a 10 y que indica la tensión del cursor cuando el dial se sitúa en ese número. Si la salida de ese potenciómetro se conecta a otro similar que también tiene un dial idéntico. la tensión del cursor del segundo es justamente el producto de la indicación de ambos diales.

Tan simple como eso es un dispositivo mezclador solamente que el valor de la tensión aplicada en una de sus entradas controla cuánto de la otra entrada puede haber a la salida. Si una de las entradas fuera una señal de radiofrecuencia se trata de una señal que varía con el tiempo con forma senoidal, por lo tanto ya se ve que uno de los multiplicadores es algo más complicado que el numero natural casi fijo del ejemplo de los potenciómetros y si se considera que el otro puede ser una tensión variable con el tiempo al ritmo del audio, se ve que el resultado de la operación requiere saber multiplicar números más elaborados, lo que se multiplica son dos funciones del tiempo, donde normalmente una o las dos son funciones senoidales. Cuando se multiplica una señal que es una función cualquiera del tiempo, por ejemplo una voz, por otra del tipo senoidal en la zona de las radiofrecuencias puede demostrase que el producto matemático entre ambas da lugar a una resultante que es la señal (vocal) trasladada al espectro de las radiofrecuencias.

Los mezcladores

Los mezcladores son justamente dispositivos electrónicos que pueden hacer la operación de multiplicación que acabamos de ver. Su nombre es histórico, porque como hemos visto no "mezclan" sino que "multiplican", pero los seguimos llamando mezcladores porque hay otros etapas que reciben el nombre de multiplicadores y conviene mantener los antiguos usos. Los mezcladores se emplean tanto en receptores como trasmisores, reciben el nombre de mezcladores cuando las señales que se multiplican son ambas de radiofrecuencia (o ambas de audiofrecuencia). Aunque sean dispositivos idénticos se llamarán "moduladores" o "detectores", también por razones históricas pues cuando nacieron los nombres no se entendía muy bien la naturaleza compartida de estos procesos.

Los moduladores

Los detectores de producto

Trasformación de Fourier

Fuentes de alimentación

Los equipos para funcionar requieren alguna fuente de energía. A veces esta fuente de energía proviene de una o más baterías, o de la línea de alimentación de corriente alterna domiciliaria y de otros suministros

Fuentes de alimentación a baterías

En general los equipos móviles o portátiles están preparados para operar de fuentes de corriente continua de baja tensión tales como baterías químicas. Hoy en día existen muchísimas variantes de tales dispositivos. Las más empleadas actualmente para este fin son las baterías de Plomo-Acido y las de Níquel-Cadmio o Níquel-Metal. Todas estas puede ser recargadas una cierta cantidad de veces.

Fuentes de alimentación de línea

Cuando se oye hablar de fuente de alimentación normalmente se está referenciando a aquella parte del sistema que se conecta a la línea de energía domiciliaria de corriente alterna. La tensión provista por la compañía de electricidad no es apta para su empleo directo en los circuitos de los equipos modernos pues hoy en día estos precisan tensiones continuas más bajas para su operación.

Las fuentes de alimentación convencionales están compuesta de:

• Uno o más transformadores para aumentar o reducir el valor de la tensión alterna según corresponda.
• Uno o más circuitos rectificadores encargados de convertir la tensión alterna en una tensión continua que aún no es apta para su uso.
• Uno o más circuitos de filtrado encargados de filtrar la salida de los rectificadores para dar lugar a una tensión continua casi pura (realmente estos deberían llamarse "rectificadores").
• Uno o más circuitos estabilizadores o reguladores de tensión, de ser necesarios, para obtener valores estables de la tensión.

Las fuentes destinados a equipos de válvulas, normalmente precisarán elevar la tensión de la línea a los niveles normales de operación de las mismas (excepto para la operación de sus filamentos que son de tensiones más o menos bajas), mientras que la destinadas a equipos transistorizados reducirán la tensión a valores bastante menores (por ejemplo 13,8 V) con los que operan normalmente los equipos transistorizados. Naturalmente cuando se trate de equipos que empleen unos y otros (híbridos) la fuente proveerá tensiones aptas para cada etapa según sea necesario.

Las fuentes de baja tensión para equipos transistorizados suelen incorporar circuitos reguladores que en caso de falla pueden entregar al equipo tensiones anormalmente altas capaces de destruirlo por lo cual un circuito esencial en ellas es el "circuito de protección", que es un circuito encargado de anular la tensión de salida en caso de que la misma supere los valores máximos previstos.

Desde hace algún tiempo tiempo la utilización de moduladores que generan la tensión utilizando el principio de modulación por duración de pulso (PDM) se habían popularizado mucho entre los cultores de la AM gracias a la aplicación de tecnologías provenientes del mundo de las broadcasting profesionales con las experiencias de Luis Ahmed (LU 1AGP), João Azzolin (PY 3CNQ), Norberto Chiachio (LU8EHA), Stephen Cloutier (WA 1QIX) et al.

D:\0__Hby\0__Ham\DSP.htm

Construcción de equipos

La construcción de equipos ha sido una pasiones de los radioaficionados de todos los tiempos. Difícilmente puede concebirse la radioafición sin este ingrediente indispensable que hace a la experimentación y puesta en práctica de los conocimientos teóricos que se van adquiriendo. La existencia de equipos ya construidos es un valioso auxiliar que facilita al aficionado la rápida adquisición de un medio para establecer contacto radial con otros colegas, al mismo tiempo que un punto de referencia válido para contrastar sus logros o un aparato que funcione mientras se está realizando alguna tarea en alguno de los equipos en experimentación.
Los radioaficionados no solamente construimos nuestros equipos sino también muchos de nuestros instrumentos de medición y la mayoría de las antenas. Este panorama ofrece una inagotable fuente de ricas experiencias en el hobby, sobre todo nuevas preguntas y dudas que lejos de ser obstáculos o trabas, son estímulos para adquirir más y mejores conocimientos.

Posibilidades

Los equipos construidos por los radioaficionados no suelen tener la cantidad de prestaciones simultáneas que ofrecen los equipos comerciales, eso brinda la posibilidad de trabajar cómodamente con etapas y circuitos separados de un conjunto integrado que puede no tener ningún interés experimental.
Por ejemplo si estamos interesados en lograr un receptor de alta sensibilidad para una banda, seguramente no importará que no posea memorias, bandas adicionales, etc. que complicarían el objetivo.
Nuestros equipos no deben valorarse utilizando como referencia los comerciales porque son de una sustancia totalmente diferente, a nadie se le ocurriría comparar una pintura con una fotografía...

El secreto de la radioafición consiste en que la experiencia que estamos realizando es única. Es la diferencia esencial entre tener y ser. Un equipo es lo que el consultorio al médico. Se "es médico" pero se "tiene un consultorio". El mejor consultorio no nos convierte en médicos, el mejor equipo, tampoco en radioaficionados.

Deseche totalmente de su mente la idea de que que ya no es posible construir equipos como antes, que la tecnología se escapó de nuestras manos, que la microelectrónica hace imposible trabajar con esos componentes tan pequeños,  etc. Son conceptos derrotistas y fundamentalmente falsos.
Todos los aparatos que encontramos fueron realizados por personas de carne y hueso como usted o como yo que van diariamente a su trabajo y cumplen un horario más o menos estándar. No son premio Nobel ni genios de ninguna especie, son simplemente personas que han dedicado tiempo a adquirir los conocimientos y la destreza necesaria para diseñar y construir esos equipos que lucen en el escaparate de los comercios de electrónica.
Personas comunes, no superhombres... Nadie aprende a ejecutar un instrumento musical ni a proyectar un equipo en un día, lleva tiempo, perseverancia, estudio y paciencia. Tiempo es lo que sobra, creamos lo contrario, pero también es cierto que si el tiempo disponible para aprender lo empleamos en hablar de bueyes perdidos, mirar la tele o lamentándose de que el mundo ya no es como antes, con toda seguridad no haremos progresos, ni en la radio ni en la vida.
También es cierto que los productos comerciales son el trabajo de equipos, pero ¿que nos impida formar equipos y compartir el esfuerzo entre varios?, para eso sirve un radio club, la internet, o la charla radial de todos los días.

Es necesario comprender que el instrumento más importante para desarrollar y construir equipos, cualquiera sea su complejidad, es nuestra inteligencia. Cuanto más sepamos mejor, aun cuando el diseño proceda de otro aficionado.
Somos nosotros los radioaficionados, no los equipos, lo importante. El mejor y más caro aparato es apenas "cosa" (tal vez para el diseñador o el trabajador que lo construyó sea realmente algo más). No importa lo humilde de la tarea que emprenda si la emprende con amor, entender una radio a Galena ya es todo un cielo... Dejemos que la elocuencia de Don Ernesto Sábato lo exprese como es debido:

«...mientras la máquina está a nuestro servicio, mientras está a nuestra escala y podemos revisar sus entrañas, montar y desmontar sus piezas, conocer sus secretos y participar de sus angustias y fallas, mientras podemos ayudarla a vivir, a trabajar de nuevo como un fiel criado de la casa, a ahorrarle calentamientos y fricciones, mientras podemos evitar sus sufrimientos de monstruo desvalido por sí mismo, mientras nos sentimos padre y madre de ella, hermano de sangre y hueso, hermano mayor, más comprensivo y más capaz, mientras todo eso sucede, la máquina no es jamás nuestro enemigo sino nuestra prolongación querida y a veces admirada, como son admiradas las hazañas de nuestros hijos o hermanos menores.»

Ernesto Sábato. "Hombres y engranajes"

Dedique mucho tiempo a leer libros y revistas sobre el tema para ver cómo han encarado otros el  mismo desafío. Tómese algún tiempo para planear las cosas, pero no demasiado, porque eso frecuentemente lleva al temor y la inacción. Parte de la aventura radica en la inseguridad. No se descorazone si su proyecto no funciona de entrada, si eso sucediera sería una verdadera desgracia, porque nada nuevo aprendería de él...
Busque colegas con mayor experiencia y conocimientos y comente sus ideas, no solamente le podrán dar interesantes consejos, sino que al hablar del proyecto lo estará repasando y eso hará que se hagan más evidentes defectos o posibilidades alternativas. No quiere decir que utilice la radio solamente para hablar de sus cosas, no hay nada más pesado que un radioaficionado que solamente habla de sus propios proyectos; la conversación debe servir para enriquecer todos, aun para quienes estén simplemente escuchando el QSO.

Trate de construir su equipo con la mayor prolijidad posible, esto solo quiere decir que no hay que hacer  "chanchadas" desde el mismo comienzo, a medida que surjan los problemas es posible que se pierda la prolijidad inicial. Si se comienza mal, al final será casi imposible que el aparato no se caiga a pedazos...
Todos nos hemos embelesado viendo las fotografías de un viejo handbook con sus chasis y bobinas relucientes, con transformadores prolijamente dispuestos y hermosos frentes. En los años que quien escribe ha desarrollado equipos, jamás ha logrado de entrada un aparato que luzca así, solamente en el tercero o cuarto prototipo las cosas comienzan a lucir realmente bien y eso debe hacerse cuando el equipo está destinado al mundo comercial o justamente a una publicación...
Trate que el equipo funcione correctamente y que sea lo más prolijo y confiable posible en el primer prototipo, eso es ya toda una meta. El mundo no se hizo en un día y recuerde que ni siquiera a Dios le salieron las cosas como en el handbook, ni le funcionaron bien de entrada... aunque ya vamos por el prototipo número 20 000 000 000!!!

Cuando construimos un equipo de radio no interesa casi nada su costo, ni el tiempo que requiere; ni siquiera su aspecto es demasiado importante, lo que verdaderamente interesa es lo que aprendamos con la experiencia, en qué medida nuestra visión del mundo y la percepción se nuestra propia capacidad y relación con él, se ha modificado con ella. Si esto cuesta unos centavos o algunos miles no tiene la menor importancia. Es absolutamente improcedente y tonto no construir un equipo porque "cuesta más que uno comprado", es una visualización mezquina semejante a afirmar que no vale la pena pintar un cuadro con una marina porque se puede comprar la postal en cualquier quiosco, realmente resulta antipática la postura de quien es capaz de gastar más de mil dólares en un equipo comercial y a la hora de construir su equipo solo quiere utilizar centavos, se está despreciando a si mismo y a la esencia de nuestra actividad...
Por supuesto que cuando nuestros recursos son limitados trataremos de no aumentar innecesariamente costos; para ello podremos recurrir a materiales que pueden obtenerse del desarme de otros aparatos, siempre que ello no comprometa los resultados o a la construcción de algunas partes que, de paso nos permitirá adentrarnos más en la intimidad técnica del aparato.. 

Herramientas

Las herramientas necesarias para encarar la construcción de los distintos proyectos varía de acuerdo al tipo de trabajo que se encare; ciertos elementos serán siempre necesarios en la estación, y no son muchas. Con los que se enuncian  a continuación ya se pueden encarar muchos proyectos constructivos.

Electrónica. Alicates, pinzas de puntas (su nombre es plural, pero se necesita una sola herramienta de cada clase). Un soldador de 25 o 40 W. Un rollo de estaño 60/40 de 1 mm de diámetro o menos. Algunos destornilladores. Lupa, pinzas tipo Bruselas.

Circuitos impresos: Material fenólico o fibra de vidrio para hacer el impreso. Un marcador de tinta indeleble de punta fina o mediana. Un litro de Cloruro férrico. Un recipiente de vidrio, plástico o loza (nunca aluminio ni mentales en general). 1/4 l de Alcohol Isopropílico para limpieza de la resina excedente en las soldaduras. Flux protector del cobre y ayuda para la soldadura (puede comprarse hecho o prepararlo disolviendo resina en Alcohol Isopropílico o Tricloroetileno). Taladro eléctrico o manual con algunas mechas.

Antenas : Sierra para metales. Taladro eléctrico o manual. Mechas varias. Algunas limas para metal, machos para roscar.

Varios: Calculadora, linterna tipo "lapicera".

Materiales

Los materiales que pueden utilizarse son prácticamente infinitos, pero hallará que un stock de algunos de ellos serán de gran utilidad. Capacitores cerámicos de varios valores, resistencias, cables de colores y diversas secciones, etc.

Mediciones

Las reglamentaciones internacionales estipulan que una estación de radioaficionado debe contar con medios para controlar la frecuencia, potencia y pureza de sus emisiones para no producir interferencias a otro aficionados y/o servicios; es probable que el entusiasmo por mejorar las condiciones de trabajo o realizar interesantes experiencias vayan poblando el shack de encantadores aparatitos para realizar mediciones.
Un multímetro, es un mínimo absolutamente (indispensable para lucir nuestra cualidad técnica en la familia). El "tester" (como llamamos habitualmente al  multímetro), es como una especie de distintivo eléctrico que distingue a los iniciados. A poco de contar con un tester, a nadie que se precie le puede faltar un sencillo medidor de ROE para integrarse plenamente a la cofradía radial. Se puede vivir perfectamente toda una vida sin osciloscopio, pero apenas unas semanas sin medidor de ROE. (en realidad se puede... pero ser radioaficionado y no tener medidor de ROE es como llegar a viejo y no tener de qué quejarse...)

Muchos instrumentos pueden construirse en el taller casero con muy poco trabajo y de la mayoría hay publicados circuitos e instrucciones para construirlos. Cuanto mejor sea un instrumento más exactas y precisas serán las mediciones, pero no hay que perder de vista que un instrumento, por sencillo que sea, es siempre mejor que ningún instrumento... Insistimos en que el instrumento más poderoso y versátil de la estación somos nosotros mismos, ningún instrumento será tan poderoso como los conocimientos del operador. No tiene sentido gastar en un medidor de impedancia de antenas sin estudiar qué sucede en las líneas de trasmisión, porque el aparatito confundirá aún más las cosas. Algunas agradables e interesantísimas horas dedicadas a comprender esos fenómenos rendirán muchísimos más frutos que el dichoso aparatito.

Instrumentos de medición

En general los instrumentos que empleamos en la estación no requieren mucha exactitud, entendiéndose por mayor exactitud la menor discrepancia entre el valor medido y el valor verdadero (o mejor dicho el valor patrón); para casi todos los fines prácticos serán adecuados valores aproximados. Otro concepto relacionado es la precisión. Es la repetibilidad de una medición; un instrumento es preciso cuando siempre indica el mismo valor cuando lee la misma magnitud. El instrumento puede ser preciso aunque no exacto (aunque para ser exacto, necesariamente debe ser preciso). Los instrumentos precisos son valiosos para que los resultados de nuestras experiencias sean consistentes y ayuden a orientarnos en la dirección correcta pero es necesario tener presente que los resultados de una medición siempre poseerán algún error.

Los instrumentos de medición utilizan distintos tipos de indicadores para mostrar sus resultados. Son clásicos los instrumentos de aguja (también llamados analógicos) que suelen utilizar pequeñas bobinas rectangulares o cuadradas que pivotan sobre dos puntos y tienen adosada la aguja indicadora dentro de un sistema de imanes permanentes. También los hay en los que lo que rota es el imán y la bobina permanece fija. De a poco se han ido popularizando los indicadores numéricos (conocidos como digitales) estos instrumentos no sen necesariamente más precisos o exactos que los de aguja y en muchas oportunidades son preferibles los de aguja pues nos dan una rápida visión de una magnitud o una visualización más valiosa cuando la magnitud varía más o menos rápidamente. Como indicadores baratos suelen emplearse tiras de diodos luminosos o barras dibujadas en dispositivos de visualización LCD (Liquid Crystal Display - Indicadores de cristal líquido). Son muy utilizados los tubos de rayos catódicos para mostrar resultados que dependen del tiempo o que son funciones de alguna otra variable dinámica.

Una característica deseable de todo instrumento de medición es que no afecte o influya en el circuito o componente que se está midiendo. Este es un ideal que en última instancia jamás podrá alcanzarse, porque una magnitud física no es algo que pueda ser observado por otra entidad física sin ser afectada por la observación (porque "observador y observado" forman un todo indivisible). Pero en la práctica pueden lograrse instrumentos que afectan muy levemente la magnitud observada y puede descartarse su efecto en muchas mediciones.

El voltímetro

Se emplea para medir la tensión o fuerza electromotriz existente en un circuito (popularmente se denomina a esta magnitud "voltaje"). Para que un voltímetro no afecte al circuito que se está midiendo, es deseable que su resistencia propia sea muy grande, si fuera posible infinita, de manera que si está conectado o no resulte indiferente y no afecte al circuito. Los voltímetros de aguja comunes tienen valores de resistencia no muy elevados y pueden afectar algunos circuitos de alta impedancia pues para mover la aguja necesitan extraer energía del circuito a medir, para evitarlo suelen utilizarse los denominados "Voltímetros electrónicos" o "Voltímetros a válvula" (este último nombre por razones históricas), ellos utilizan alguna forma de amplificación y su resistencia propia es por lo general mayor que un Megaohm. Los voltímetros son capaces de medir tensiones continuas o alternadas aunque estos últimos suelen ser instrumentos de corriente continua con rectificadores asociados para leer las tensiones alternas.

El amperímetro

Se emplea para medir la corriente que circula por un conductor, para que no afecten a los circuitos es deseable que su resistencia propia sea lo más próxima a cero ohm, pero del mismo modo que los voltímetros necesitan extraer energía del mismo para mover la aguja y por ello también se suelen emplear amperímetros que contienen amplificadores, habitualmente acompañan a los voltímetros a válvula que generalmente son instrumentos múltiples.
Para medir con ellos se los intercala "en serie" con el camino de la corriente.

El óhmetro

Se utiliza para medir resistores. Normalmente lo hace aplicando una tensión sobre la resistencia a medir. la cual hará circular una corriente que es lo que mide con el instrumento, como esta corriente depende del valor de la resistencia puede calibrarse la escala directamente en valores de resistencia. No suele presentarse como instrumento separado sino formando parte de los multímetros.

El capacímetro

Para medir la capacidad de un condensador se pueden emplear muchos métodos, generalmente indirectos. Actualmente existen instrumentos diseñados para medir directamente la capacidad a precios muy accesibles y se los encuentra como frecuentemente asociados a multímetros digitales.

El inductómetro

También se encuentran instrumentos adecuados para medir inductancias acompañando a los multímetros digitales. Tradicionalmente se obtenía el valor de las inductancias por métodos indirectos, por ejemplo haciéndolas resonar en Qúmetros (ver Qúmetro) o medidores por absorción de reja (Grid Dip Meter).

El multímetro

El multímetro o polímetro, popularmente conocido como "tester" es un instrumento que combina básicamente las prestaciones de voltímetro, amperímetro y óhmetro con diversas escalas. También para aprovechar el instrumento pueden asociarse otras mediciones útiles tales como decibelímetro, indicadores sonoros de continuidad o medidores de ganancia de transistores.

La punta detectora de RF

Se emplea con un voltímetro u osciloscopio para medir tensiones de RF. La punta detectora rectifica la señal de radiofrecuencia y entrega en su salida una tensión continua proporcional a ella.
Si se conecta a un osciloscopio muestra sobre la pantalla tanto tensiones continuas como alternas si la señal de RF varia su amplitud por efecto de la modulación. Es un sencillísimo dispositivo cuya utilidad es inversamente proporcional a su costo económico y constructivo (que es ínfimo).
Midiendo la tensión de RF sobre una carga fantasma, permite conocer la potencia de salida de un equipo. Cualquier osciloscopio cuya respuesta en frecuencia alcance solamente la gama de audio puede usarse para controlar las etapas de RF de un equipo de BLU o la calidad de la modulación mediante este accesorio pues muy rara vez es necesario ver la señal de RF directamente. Actualmente una sencilla punta de RF acoplada a la tarjeta de sonido de una PC que corre un programa de osciloscopio ya sirve para la mayoría de los propósitos de control de la modulación.

El osciloscopio

Es uno de los instrumentos más útiles para trabajar en electrónica porque permite "ver" cómo varían distintas magnitudes con el tiempo. Esas magnitudes se representan gráficamente en la pantalla fosforescente de un tubo de rayos catódicos (similar al tubo de imagen de un televisor) y de este modo el operador puede visualizar el comportamiento de fenómenos que suceden muy rápidamente como para poder registrarlos por otros medios.
Es un aparato relativamente caro y no es común en la estación del aficionado medio pero es el sueño de todo aquel que desea construir sus propios equipos. Actualmente pueden tenerse las prestaciones mínimas de un osciloscopio de corriente alterna en frecuencias de audio empleando la tarjeta de sonido de una computadora personal asociada a un software de simulación.

El ondámetro

Es básicamente un circuito resonante que tiene adosado un sencillo detector a diodo a un instrumento de aguja. Es un indicador de presencia y nivel relativo de una señal de RF, a su vez provee una lectura aproximada de su frecuencia.
Posee un capacitor variable con un dial calibrado en frecuencia y algunas bobinas intercambiables para proveer un rango de operación más amplio.
Se acerca a un circuito capaz de suministrar por acoplamiento magnético algo de energía de radiofrecuencia a la bobina y se gira el dial hasta obtener una lectura en el instrumento, leyéndose la frecuencia en el dial calibrado y la amplitud relativa en el instrumento de aguja.
Se emplea para verificar si ciertas etapas (generalmente de alguna potencia) están operando, chequear la sintonía de circuitos tanque en trasmisores, verificar si hay oscilaciones parásitas, algunas armónicas, etc. Teniendo en cuenta su extrema sencillez las prestaciones son realmente importantes, realmente vale la pena construir uno para nuestro laboratorio.

El analizador de espectro

Es un instrumento que permite ver sobre una pantalla similar a la del osciloscopio, en la cual se grafica el nivel relativo de las señales (sobre el eje vertical) que hay en una dada gama de frecuencias (espectro), sobre el eje horizontal. Esto facilita mucho la evaluación de equipos y circuitos de radio porque se puede observar fácilmente si hay espurias, armónicas o si aparecen durante los procesos de ajuste. en combinación con un generador de radiofrecuencia o generador de ruido de alto nivel se pueden ver y ajustar fácilmente las respuesta de filtros y circuitos sintonizados. Es un instrumento bastante poco frecuente en el taller de aficionado por su precio elevado. Actualmente son muy accesibles los analizadores de espectro de audio que aprovechan la tarjeta de sonido de la PC, pues hay programas freeware y shareware disponibles. El aficionado avanzado tiene algunas posibilidades interesante de construcción de estos instrumentos pues hay abundante material publicado. El nivel de dificultad técnica de un aparato suficientemente útil, no supera el de un equipo  más o menos completo de recepción para VHF. La figura muestra un espectro de una señal de modulación en amplitud, con modulación al 100 % de un tono puro. El pico más alto corresponde a la "portadora" y los dos menores a la frecuencia lateral inferior y superior respectivamente. Nótese que el nivel tensión de ambas señales laterales es la mitad exacta de la portadora, por ley de Joule esto muestra que la potencia en cada frecuencia lateral es 1/4 de la de la portadora.

El receptor de banda corrida (ampliar)

El medidor de intensidad de campo

En sus versiones más sencillas, es casi igual que un ondámetro, como el que se acaba de describir, provisto de una antena incorporada que puede ser un simple látigo o dipolo (en VHF). El instrumento ofrece lecturas relativas de intensidad en las cercanía de una antena para dar alguna indicación de su diagrama de radiación permitiendo realizar ajustes de resonancia en las antenas tendientes a mejorar sus características de radiación. Teniendo presente que para medir el campo electromagnético irradiado hay que realizar las mediciones alejándose algunas longitudes de onda de la la antena, es conveniente que el medidor disponga de algún medio para amplificar la señal si el trasmisor no posee suficiente potencia o si se emplea para el propósito un generador de RF acoplado a la antena. Pueden construirse instrumentos que en lugar de indicaciones relativas nos den indicaciones absolutas de la intensidad de campo construyendo antenas patrones previstas para es fin.

El medidor por absorción de corriente reja (Grid Dip Meter)

Fue durante años un instrumento muy apreciado (y codiciado) en el taller del aficionado. Es apto para medir directamente la frecuencia de resonancia de un circuito sintonizado. Hoy en día no se aprovecha tanto antaño porque la mediciones se dificultan con el tamaño de los circuitos sintonizados. Con inductores cuyo diámetro ronde el centímetro produce indicaciones nítidas. Permite medir capacidades e inductancias por métodos indirectos y probablemente será de gran utilidad incorporar uno a su taller. Su nombre es histórico porque utilizaba una válvula para lograr la medición. Actualmente se los construye con uno o dos transistores, son muy sencillos y están al alcance de la mayoría de los hobbystas.

El Qúmetro

El Qúmetro es uno de los instrumentos más clásicos de la radio. Es muy versátil; se utiliza típicamente para medir inductancias, capacidades y el factor de calidad (Q) de ambos tipos componentes, así como la constante dieléctrica de muchos materiales. También, con mediciones indirectas pueden obtenerse las capacidades distribuidas de un inductor, la impedancia de componentes pasivos, la  impedancia característica de las líneas de trasmisión, impedancia de antenas, etc.

La carga o antena fantasma

Es una resistencia, normalmente de 50 ohms (pero puede ser otro valor), que sustituye a la antena real en las pruebas y ajustes de los equipos trasmisores (también en etapas de bajo nivel de los equipos).
Por un lado presentan al circuito una carga o terminación parecida a la ideal y por otro no irradian energía al éter mientras se están realizando los ajustes o mediciones (realizar ajustes "en el aire" está expresamente prohibido para evitar interferencias a otros colegas y/o servicios).
La resistencia con la cual se construye la carga debe ser capaz de disipar la potencia de salida del equipo al menos durante algunos segundos o minutos sin alterar su valor ni dañarse, debe ser lo más pura posible, es decir, no presentar reactancias significativas de ningún signo a la frecuencia de operación prevista.

El Wattímetro de absorción

La medición de la potencia entregada por los equipos de radio es muy frecuente en el taller del aficionado, el wattímetro de absorción consiste normalmente de un voltímetro para radiofrecuencia conectado a una carga fantasma.
Puesto que la potencia se relaciona directamente con la tensión aplicada sobre la carga (es proporcional al cuadrado de la tensión) puede calibrarse la escala del voltímetro directamente en potencia.
Se llama wattímetro de absorción porque la señal de radio provista por el trasmisor es absorbida por la carga fantasma, la absorción es metafórica pues la energía de RF es realmente convertida en calor en la resistencia.

El Wattímetro direccional

El wattímetro direccional es un dispositivo capaz de indicar por separado la energía que fluye sobre una línea de trasmisión desde equipo hacia la antena o carga (potencia incidente) y la que fluye desde la carga hacia el equipo (potencia reflejada).
Cuando la impedancia de carga es diferente de la impedancia característica de la línea, hay flujo de energía en los dos sentidos.
Por medio del Wattímetro direccional se puede cuantificar la diferencia (desadaptación) leyendo la potencia incidente y la reflejada. Un sencillo cálculo dará cuenta del valor de la relación de ondas estacionarias (ROE) existente sobre la línea. Es un instrumento muy accesible para la construcción propia.

El medidor de ROE (SWR)

Es uno de los instrumentos más populares y económicos para incorporar la estación, de construcción muy semejante a la del wattímetro direccional, solamente que en lugar de medir la potencia directa y reflejada su configuración eléctrica está dispuesta para indicar fácilmente la Relación de Ondas Estacionarias sobre la línea de trasmisión, lo cual muestra la mejor o peor adaptación de la antena (o cualquier otra carga) a la línea. Es de fácil construcción por lo que puede ser un interesante proyecto de fin de semana.

El generador de señales de audiofrecuencia

Es un generador de tensión alternada de poca potencia (algunos miliwatt) de señal senoidal y eventualmente cuadrada (cuando produce diferentes tipos de ondas se lo llama "generador de funciones"), su frecuencia puede variarse entre unos pocos Hz hasta los alrededores de100 kHz.
Se utiliza para comprobar posibles distorsiones que puede presentarse en los amplificadores de audio o moduladores, verificar la respuesta en frecuencia de los mismos así como, parlantes cajas acústicas, filtros. Mediante mediciones indirectas pueden emplearse para medir capacidades, inductancias y factores de calidad de componentes.
Los instrumentos más elaborados cuentan con atenuadores e indicadores del nivel de salida y frecuencia de su señal bien calibrados, su nivel de salida se mantiene estable al variar su frecuencia y las señales producidas tienen muy baja distorsión..
La impedancia de salida suele tener valores normalizados, por ejemplo 600 ohms. Pueden proveer salidas balanceadas y desbalanceadas. El rango de tensiones útiles de un generador de audio será normalmente de apenas unos milivolts hasta algunos volts. Actualmente una computadora personal puede facilitarnos, tarjeta de sonido mediante, un generador de audio adecuado para muchas experiencia y mediciones. Los intrumentos sencillos están bien dentro del alcance de la construcción por parte del aficionado.

El generador de señales de radiofrecuencia

También es un generador de tensión alternada que opera normalmente en frecuencias más altas que uno de audio. La distinción entre generadores de audio y de radio frecuencias surge de la clase de aparatos a los que se aplicará el instrumento. Si se trata de un equipo relacionado con la grabación o reproducción de sonidos, diremos que es un generador de audio; si un generador similar se emplea para medir sobre las partes de radiofrecuencia de un equipo, será entonces un generador de radiofrecuencia. De hecho hay señales de radio en las frecuencias en que trabajan los amplificadores de audio comunes.
Se emplea para calibrar receptores o trasmisores, verificar la respuesta de filtros, sustituir osciladores internos de los equipos para pruebas, etc. Al igual que los generadores de audio, mediante mediciones indirectas pueden emplearse para medir capacidades, inductancias y factores de calidad de componentes. Dependiendo de su precio y calidad pueden cubrir un espectro más o menos restringido o muy amplio.

Un buen generador se caracteriza por su estabilidad de frecuencia estar libre de ruidos, zumbidos, deberá poseer gran pureza espectral. Tendrá instrumentos indicadores de nivel de señal y atenuadores calibrados con buena precisión. Normalmente su nivel de salida podrá variarse entre algunas fracciones de microvolt hasta algunos volts.
Normalmente pueden modularse en amplitud y frecuencia por un generador de audio simple incorporado o mediante una fuente externa. Es una característica muy deseable que sus circuitos internos estén perfectamente blindados para que la señal solo salga por los terminales previstos para ello. Esto se consigue con una construcción muy cuidadosa.
Una alternativa interesante, hoy en día, es emplear como generador de RF un trasmisor de banda corrida que no tenga restringida su frecuencia de trabajo (los aficionados deben exigir de sus administraciones respetar este derecho). Convendrá utilizar alguna salida de bajo nivel como la que suelen disponer para excitar transversores de VHF/UHF . El equipo de banda corrida es un generador de RF bastante útil para muchos fines prácticos; no solamente es muy estable sino que produce señal en casi todos los modos de operación populares, poseen, además indicadores de frecuencia digitales muy precisos. Por estas razones no puede considerarse compatible con los fines naturales del radioaficionado restricciones en la capacidad de cobertura de los equipos.

Generadores de barrido

Los generadores de audio y radiofrecuencia pueden contar con capacidad para "barrer" o recorrer más o menos rápidamente y de manera automática una  banda de frecuencias, esa capacidad permite graficar curvas de respuesta en frecuencia de amplificadores, filtros u otros dispositivos empleando para ello el osciloscopio u otro dispositivo de representación gráfica.
Una PC con el software adecuado puede proveer un aceptable generador de barrido de audio. La velocidad del barrido puede variar en forma lineal o logarítmica, para facilitar la representación de los resultados.

El generador de ruido blanco

Es un pequeño y muy económico aparato, muy fácil de construir en el taller casero. Produce energía de radiofrecuencia en un espectro muy amplio (puede producir infinitas frecuencia aunque su espectro sea finito, del mismo modo que en un intervalo limitado de números enteros pueden existir infinitos números fraccionarios). Se comporta como si hubieran millones de generadores operando de forma simultánea sobre todas las frecuencias.
Es un instrumento de gran utilizad pese a su sencillez y a menudo proveerá mejor servicio que el generador de RF convencional. Es especialmente útil para ajustar receptores que estén provistos de filtros cuya frecuencia está fijada de antemano por las características eléctricas de los mismos Cuando se conectan a la entrada de un receptor de AM o BLU solo se oye un siseo o soplido más o menos intenso, similar al que se escucha en un equipo común de VHF cuando se abre su squelch en un canal desocupado.

Los puentes para medir impedancias

Son instrumentos que emplean para la medición de impedancias una configuración circuital muy clásica llamada "puente". Para su funcionamiento utilizan un generador y un medidor de señales que, mediante un proceso de ajuste basado en diales  permiten medir los componentes bajo prueba mediante un proceso de equilibrio. Los puentes se realizan con distintos elementos eléctricos y diferentes combinaciones de los mismos y requieren un capítulo aparte para explicar su funcionamiento de manera más o menos completa..
Son muy variados y se diseñan para rangos que van desde las audiofrecuencias hasta las microondas. Algunos son muy fáciles de construir en el taller del aficionado y proveen resultados muy precisos (por ejemplo puentes de para medir impedancias de audio). Los puentes más conocidos son el de Wheatstone para medir resistencias, los de Maxwell y Hay para medir inductores y capacitores, etc.

El Puente ruido

Se trata de un puente de impedancias sencillo que puede construirse muy fácilmente. Consiste de un generador de ruido blanco y un sencillísimo circuito puente para medir impedancias.
El rango de valores que puede medir no es muy amplio pero es suficiente para controlar antenas, transformadores de RF de banda ancha, balunes y otros dispositivos sencillos que operan cerca de 50 ohms. Su exactitud no es de relojería pero usualmente no es necesario demasiada lo cual los convierte en excelentes sustitutos de instrumentos que cuestan muchísimo más dinero.

El "Antenascopio"

Es un puente más elemental que el que se acaba de describir y solo permite medir la resistencia del punto de alimentación de una antena resonante a la frecuencia de resonancia de la misma. Sus resultados son válidos solamente en estas condiciones. La construcción es tan sencilla que puede realizarse prolijamente en un par de horas

Los atenuadores calibrados

Los atenuadores calibrados pueden ser instrumentos bastante sencillos de construir y extremadamente útiles para realizar mediciones en amplificadores, receptores, ganancia de antenas, etc. Introducen una atenuación conocida cuando se los intercala en un circuito o una línea de trasmisión, habitualmente de 50 ohms. Por ejemplo, intercalando un atenuador en la entrada de antena de un equipo provisto de un indicador de señales, mediante un atenuador puede conocerse con mucha precisión la ganancia de nuestra antena o la de un corresponsal operando de común acuerdo. Los indicadores de señal de los equipos difícilmente tendrán una precisión similar a la que se puede lograr mediante este procedimiento.

Literatura consultada en este capítulo

Michio Kaku, "Hyperspace: A Scientific Odyssey"

Pueyo, Héctor, Marco, Carlos, "Análisis de modelos circuitales". Editorial Arbó, 1981.

Schilling, Donald  / Belove, Charles, "Circuitos electrónicos", Editorial Marcombo, 1973.

Sears, Francis - Zemansky, Mark., "Física", Editorial. Aguilar, 1970

Terman y Petit, "Mediciones Electrónicas", Editorial Arbó, 1959

Copyright © 2004 - 2005 Miguel Ricardo Ghezzi - LU 6ETJ - Argentina.

Volver a la página principal

Ver: D:\0__Hby\0__Ham\0_DDS\Basic Frequency Synthesizers.htm

D:\0__Hby\0__Ham\Electronic Construction Tutorial Part 1 - Tools & Soldering.htm

D:\0__Hby\0__Ham\Grounding is key to good reception.htm

D:\0__Hby\0__Ham\Ham Radio Jargon, Abbreviations and Terminology.htm

Párra

fos retirados

Estamos ante un ejemplo de palabras que se han incorporado al vocabulario habitual pero que no producen en nuestra imaginación ideas o conceptos precisos. De hecho eso sucede con cada vez más cosas, sobre todo con aquellas que no percibimos directamente, por ejemplo no todos saben que el fuego es el resultado de una reacción d e oxido reducción, pero es casi seguro que la idea de fuego se corresponda con un fuego de verdad, pero ¿qué hay del concepto de átomo? nadie ha visto uno porque son invisibles, lo que ha podido ver es un dibujo en alguna revista y ha terminado por creer que en realidad un átomo sería como el dibujo si se dispusiera de una lupa lo suficientemente potente para verlo, pero la verdad es que no es así, el átomo no es como el dibujo, el dibujo es una representación del átomo, para el caso es como su nombre, si alguien viera su nombre y creyera que usted es como su nombre, evidentemente estaría equivocado, pero también es cierto que ese nombre en cierto modo lo representa a usted y lo distingue de otros humanos.

A medida que un cuerpo se va cargando de electricidad es necesario emplear más fuerza para acercarle una carga de igual signo pues es fácil intuir que la fuerza de repulsión aumenta a medida que se "amontonan" más cargas en un vecindario y entre todas hacen fuerza por arrojar a carga forastera, pero si bien esa fuerza esta relacionada con la cantidad de carga que contiene, algunos cuerpos pueden ejercer menos fuerza a pesar de contener más carga que otros, es como si pudieran albergar más carga antes de manifestar una repulsión dada (o atracción si la carga que se le acerca es de signo opuesto). Cuanto más pequeño es el cuerpo, más intensa es la fuerza de repulsión, pues al estar más agrupadas las cargas cuesta más "meter otra carga más en el cuerpo". Se dice que si el cuerpo permite incluir más cargas antes de hacer notar con fuerza su rechazo tiene más Capacidad , como podría suceder con un globo grande al que tratáramos de llenarlo de más aire, es más fácil porque tiene más capacidad para almacenarlo.