¿Qué es la industria electrónica y la era de los tubos?
Industria electrónica
En 1906, el estadounidense De Forest inventó el triodo de vacío. Como lo describió un escritor: "La invención del triodo de vacío fue como una señal brillante que se elevó en el cielo, lo que hizo que los científicos de todo el mundo se apresuraran a investigar en esta dirección. Por lo tanto, en un período de tiempo no demasiado largo, la Electrónica Los dispositivos han logrado un desarrollo asombroso. ”
Desde el triodo de vacío de De Forest hasta la llegada de la computadora personal, la tecnología electrónica ha experimentado una nueva era de rápido desarrollo.
Los expertos del Instituto Bell vieron las deficiencias del tubo de electrones y comenzaron a estudiar semiconductores que podían "controlar conscientemente el flujo de grupos de electrones".
Después de la invención del transistor, los científicos inventaron los circuitos integrados, los circuitos integrados a gran escala y los circuitos integrados a muy gran escala. La gente utiliza estos componentes para ensamblar productos como televisores, diccionarios electrónicos, computadoras con audio, texto e imágenes y sistemas de cine en casa. La gran abundancia de equipos electrónicos ha hecho que nuestras vidas sean más coloridas que nunca y también ha contribuido al desarrollo de nuevas industrias e industrias una tras otra, provocando una serie de reacciones en cadena.
La era de los tubos
Después de que Bell encontró una forma de transmitir sonido de un lugar a otro a través de cables, buscó formas de transmitir sonido a lugares distantes sin utilizar cables. es la tecnología de radio.
El escritor francés de ciencia ficción Julio Verne había predicho durante mucho tiempo algo llamado "radiodifusión". Muchas de sus novelas incluyen descripciones de este aspecto, como la transmisión de conciertos y la retransmisión de novelas a través de líneas telefónicas. Sabemos que la radio todavía estaba en su etapa de exploración, y Marconi acababa de completar el trabajo de utilizar la radio para enviar telegramas al otro lado del océano. Ciertamente, Verne no habría imaginado que algo así también pudiera transmitir voz.
La historia de la radio se remonta a más de 100 años, y los seres humanos comprendieron los principios básicos de la electricidad y el sonido utilizados en la radio hace cientos de años. Franklin, Volta, Ampere y otros descubrieron los principios básicos de la electricidad. Ohm, Helmholtz, Bell y otros realizaron importantes investigaciones sobre el sonido. Luego, en 1883, Thomas Alva Edison hizo un gran avance en uno de sus primeros trabajos con la bombilla. Se descubrió un extraño fenómeno. Unos 30 años después, este fenómeno se llamó "efecto Edison". El uso actual de máquinas inalámbricas se basa en este efecto.
Como todos sabemos, Edison inventó una bombilla eléctrica de menor coste, pero la vida útil del filamento era demasiado corta y nunca quedó satisfecho. Para analizar el fenómeno de la corta vida del filamento que no duraba mucho, Edison selló una placa de metal dentro de la parte superior de la bombilla, conectó la placa a la batería y encendió la luz. Para su asombro, vio la electricidad volar por el espacio, desde el filamento hasta la placa de metal. En otras palabras, la electricidad fluye entre el filamento y la placa de metal, aunque no haya conexión eléctrica entre ellos: no hay cables.
El hecho es este: cuando la corriente eléctrica pasa a través del filamento de luz eléctrica, el filamento se llena de electrones y la placa de metal se conecta al electrodo positivo de la corriente eléctrica. Por tanto, hay más electrones en el filamento que en la placa de metal. Las cargas idénticas se repelen, mientras que las cargas opuestas se atraen. En este experimento, muchos electrones cargados son empujados por el filamento, mientras que la placa metálica cargada positivamente los atrae. Como resultado, muchos electrones abandonan el filamento y viajan a través del espacio, y la corriente fluye desde el filamento a la placa de metal.
Edison no continuó estudiando este interesante fenómeno porque estaba comprometido con otra cosa importante: mejorar la bombilla. Veinte años más tarde, el inglés Sir John Fleming utilizó el efecto Edison para crear el primer tubo de vacío práctico. En comparación con los tubos de vacío posteriores, todavía era tosco, pero ya podía usarse en las primeras máquinas inalámbricas. En aquella época, la gente utilizaba estas máquinas inalámbricas para realizar experimentos.
En 1906, el Dr. estadounidense Lee de Fallest añadió una tercera parte al tubo de electrones. A esta tercera parte la llamó rejilla, y a este tubo lo llamó triodo. Estos tres electrodos son el filamento (cátodo), el electrodo de pantalla y el electrodo de rejilla. Con la adición de una rejilla, el tubo se vuelve mucho más útil. Debido a que la rejilla cambia muy rápidamente la cantidad de electrones que pasan entre el filamento y la pantalla, deja pasar muchos electrones y luego detiene el flujo instantáneamente.
Más adelante descubriremos que esta flexibilidad es muy importante en aplicaciones prácticas. Estos tubos suelen denominarse "tubos de vacío" porque el aire se ha extraído del tubo y hay un vacío en su interior.
Rejilla y auricular
Primero, introduzcamos el principio de funcionamiento del auricular.
Los cambios en la intensidad de la corriente hacen que cambie el campo magnético alrededor de la bobina, y el cambio en el campo magnético hace que el diafragma vibre, produciendo sonido. Pero si la señal de entrada es débil, este cambio no hará que el diafragma vibre del todo y no escucharemos ningún sonido.
¿Cómo solucionar este problema?
Los tubos triodo se pueden utilizar para amplificar señales eléctricas, es decir, mejorar las señales eléctricas para hacer que la vibración del diafragma sea más fuerte. En realidad, no es complicado, simplemente conecte la señal de entrada a la puerta del tubo. En el experimento del filamento de rejilla, podemos ver que si no hay corriente en el terminal de entrada, no hay muchos electrones en la rejilla y, como resultado, una gran cantidad de electrones volarán desde el filamento hasta el electrodo de pantalla. Pero si la corriente proviene de la entrada a la rejilla, habrá muchos electrones en la rejilla. Ahora, cuando los electrones abandonen el filamento y vayan a la pantalla para acercarse a la rejilla, los electrones en la rejilla los repelerán y los impedirán. Por lo tanto, no pueden alcanzar el poste de la pantalla.
Para producir este efecto no se necesitan muchos electrones en la puerta. Para dar un ejemplo simple, supongamos que en la puerta, la corriente de entrada cambia de 10 electrones a 100 electrones. Cuando hay 100 electrones en la rejilla, sólo 1.000 electrones pueden viajar desde el filamento hasta la pantalla en este segundo. Es decir, a excepción de estos 1000 electrones, estos 100 electrones de puerta repelen otros electrones.
Sin embargo, cuando el número de electrones de la puerta se reduce a solo 10, pueden pasar muchos más electrones. En un determinado tubo de electrones, pasan a través de él hasta 2 millones de electrones cada segundo. De esta forma, la señal de entrada -cuyo número de electrones por segundo varía entre 10 y 100- es amplificada por el tubo, y el número de electrones por segundo varía entre 10 millones y 20 millones.
¿Qué nos enseña esto?
Las señales eléctricas están representadas por cambios en la intensidad de la corriente. Si la señal de entrada es muy débil, sólo se pueden colocar de 10 a 100 electrones en la puerta por segundo. Para cambiar esta situación, debemos dejarla pasar a través del transistor, de modo que la señal de salida se vuelva muy potente y. lata Hay de 10 a 20 millones de electrones que fluyen desde el filamento hasta el electrodo de pantalla. Cuando pasan a través del auricular, la señal es lo suficientemente fuerte como para hacer vibrar el diafragma y hacer que el sonido se escuche. Si la señal aún no es lo suficientemente grande, se puede utilizar un segundo tubo para una mayor amplificación.
Los tubos se pueden utilizar para amplificar las señales de los cristales de los tocadiscos. Incluso un cambio mayor en la corriente es suficiente para hacer vibrar el diafragma de un altavoz de tocadiscos. La estructura del altavoz es muy similar a la de un receptor de teléfono. Tiene una bobina. Cuando la corriente pasa a través de él, la intensidad de la corriente cambia, provocando un cambio en el campo magnético y haciendo que el diafragma se mueva (vibre). produciendo así sonido.