las válvulas de vacio

7/25/2019 Las Vlvulas de Vacio

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Las vlvulas electrnicas de vaco

Erase una vez, la fsica, esa rama de la ciencia que estudia como se comporta la energaen todas sus formas y la materia en todos sus estados. Como toda ciencia, no solo tratade enunciar teoras, sino que trata de demostrarlas de forma experimental. Corran los

primeros aos del siglo XIX, cuando Davy, consigui iluminar una lamina de platino,!aciendo que una corriente el"ctrica la atravesara. #egua corriendo el siglo de losinventos y en el ao $%&', Edison comercializo una l(mpara incandescente que tena elfilamento de car)ono.

*omas +lva Edison o)servo que el cristal de las l(mparas con las que experimenta)a, seennegrecan cada vez m(s al fenmeno lo llamoefecto Edison, !oy da lo llamamos

emisin termoionica. -(s adelante se le ocurri colocar una plaquita para evitar elmolesto fenmeno cuando aplico una tensin el"ctrica correctamente polarizada,o)servo que por el circuito circula)a una corriente el"ctrica, no supo explicar dic!ofenmeno fsico, cuando en realidad !a)a descu)ierto o inventado el diodo o v(lvuladiodo rectificadora.

/asaron los aos y a principio del siglo XX, 0leming, utilizo el diodo como elementodetector, poco a poco fue o)teni"ndose cada vez m(s aplicaciones a esta v(lvularectificadora o recortadora. + partir de estas investigaciones, las v(lvulas fuerondesarrollandose cada vez m(s, al introducir alg1n electrodo entre los ya existentes. #efueron consiguiendo, el triodo, el tretodo, el pentodo, etc2

Diodo, *riodo, *retodo, /entodo

Las Vlvulas de Vacio

3os electrones li)res pueden o)tenerse de diferentes modos4

/or efecto fotoel"ctrico.


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Emisin electronica secundaria.

Emisin termoionica.

#olo de esta 1ltima emisin, la termoionica, es de la que vamos a ocuparnos, ya que es

el fundamento de las vlvulasde vacio.

Emisin Termoinica

3os electrones li)res se encuentran en continuo y ar)itrario movimiento, pasandoconstantemente de la periferia de unos (tomos a otros. /ero a la temperatura ordinaria,la velocidad de estos electrones li)res no es suficiente para determinar eldesprendimiento de los mismos, para a)andonar el conductor del que forman parte. #inem)argo, al calentar ciertos conductores met(licos en determinadas condiciones, se

pueden conseguir la emisin de electrones li)res saliendo !acia el exterior, ya desde los

5667C aproximadamente.

Este fenomeno de los electrones desprendi"ndose por efecto del calentamiento, esanalogo al de la evaporizacin de las mol"culas de un lquido cuando se calientafuertemente !asta la e)ullicin.

En las vlvulastermoionicas o electrnicas el elemento o electrodo, que as sedenominan los distintos elementos que componen una v(lvula y produce esta emisin deelectrones, se llama emisor o c(tado.

Existen dos formas de producir la emisin catodica, el caldeo directo y el caldeo

indirecto.

Caldeo directo

El caldeo directo por c(todo8filamento era un tipo de caldeo que se utiliza)an en lasvlvulas primitivas. #e calenta)a un filamento, !asta unos 9:667C, compuesto portungsteno o tungsteno toriado, para conseguir la emisin electrnica. El calentamientose logra, al !acer circular directamente una corriente el"ctrica por el referido filamento.

Caldeo Directo


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Caldeo Indirecto

El caldeo indirecto consiste en !acer circular la corriente de caldeo por un calefactorindependiente, sin conexin el"ctrica de la fuente de calor, en este caso del filamento.

El c(todo o electrodo emisor por tanto queda galvanicamente aislado del filamento,pero es calentado por este y finalmente produce la emisin termoionica. Consiste en untu)ito generalmente de niquel, recu)ierto de oxidos de )ario y estroncio que tienen ungran poder emisor, el cual se logra ya con una temperatura de unos '667c a $6667c.

#e deterioran m(s rapidamente que los de tusteno al sufrir el )om)ardeo ionico y altener que soportar grandes tensiones ionicas. #in em)argo, son casi el tipo unico usadoen las vlvulasparalas aplicaciones de amplificacin.

Caldeo Indirecto

*anto con uno como con otro tipo de caldeo, el n1mero de electrones que es posi)leemitir, es decir la corriente m(xima posi)le se llama corriente de saturacin,dependiendo de la superficie del c(todo emisor del material que lo constituye y de latemperatura de caldeo.

3as v(lvulas electrnicas podramos descri)irlas como un elemento que se constituyecon una ampolla de vidrio y dentro de ella se sit1an los distintos electrodos que lacomponen. #eg1n el n1mero de electrodos que componen una v(lvula se llama dedistinta manera4

Dos electrodos Diodo.

*res electrodos Triodo.

Cuatro electrodos Tetrodo.

Cinco electrodos Pentodoy as sucesivamente.

El filamento, no cuenta como electrodo para las vlvulasde caldeo indirecto.

;ay que !a)lar de la utilidad del vaco en las vlvulastermoelectrnicas, la extraccindel aire de las ampollas de vidrio, es de toda necesidad, para eliminar el oxigeno que


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determinara la com)ustin del filamento al calentarse y ponerse incandescente. *am)i"nes 1til !acer el vaco para despe


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ser calentado se produce una nuve de electrones que se denomina carga espacial [email protected] electrones que rodean el c(todo, tienden a oponerse a nuevas salidas de electronesemitidos por este. El fenomeno desaparece cuando aplicamos a la placa un potencial

positivo suficiente para atraer a los electrones !acia ella, a partir de entonces empieza aproducirse una corriente electrnica por el circuito de placa.

Curva caracterstica del diodo

Curva caracterstica del diodo, corresponde a una temperatura determinada del c(todo,variando la tensin de placa ?Ap@ y o)servando el aumento de la corriente por placa ?Ip@

Curva caracterstica del diodo

Curva caracterstica del diodo si variamos la temperatura del catodo emisor ?*$, *9,*B@. #eg1n aumentamos la temperatura del c(todo, la saturacin se alcanza en un puntom(s elevado de corriente.

/odemos decir, que en el funcionamiento normal del diodo, es decir, antes de llegar a lacorriente de saturacin, el valor de Ip es funcin de Ap. /ero cuando !emos alcanzado


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el valor IpIs, para incrementar Ip es necesario aumentar el valor de * ?*emperatura dec(todo@.

Sentido nico de circulacin de los electrones:De esta propiedad, consistente enpermitir el paso en un sentido 1nico, es decir, del c(todo a la placa, procede ladenominacin de v(lvula electronica, dada al diodo y a los dem(s dispositivos, con m(selectrodos, del mismo derivados.

#entido De 3a Corriente

La Vlvula diodo como rectificador

+l aplicar una tensin de C.+ entre el c(todo y la placa ?ver figura@ tenemos4

Diodo ectificador


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$. 3a v(lvula se !ace conductora, solamente cuando el potencial de la placa espositivo con relacin al c(todo.

9. /or consiguiente, solo circula corriente en un sentido. Es decir, que aplicando ala v(lvula C.+, o)tendremos corriente continua o rectificada.

B. Despues de la rectificacin quedan anulados los semiciclos negativos de la C.+.

De las propiedades del diodo que aca)amos de indicar, se deduce su aplicacin comodispositivo rectificador de corriente, !aciendo posi)le alimentar las placas y otroselectrodos ?pantallas@ de las diferentes v(lvulas de un receptor de radio o televisin, conla corriente alterna de la red.

Las Vlvulas diodo como rectificador de media onda

En las figuras que se representan a continuacin, ademas de los gr(ficos defuncionamiento, vemos dos circuitos, uno de caldeo directo y el otro de caldeoindirecto. /odemos o)servar que aunque o)tenemos corriente continua, esta no esconstante en su valor, sino que es pulsatoria. /ara poderla aplicar a los circuitos esnecesario completarla utilizando condensadores que actuaran como filtros, as quedaracompletado el circuito rectificador.

Circuito de Caldeo Directo

C4 esistencia de carga

Circuito de Caldeo Indirecto

C4 esistencia de carga


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3a A(lvula como diodo

*ension en la resistencia de carga C

#i a cualquiera de estos circuitos aadi"ramos un filtro ?condensador8resistencia8condensador@ com1nmente denominado filtro en F ?/i@, veramos como la tensin notendra las variaciones que o)servamos en el di)u


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ectificador De Gnda Completa

3as flec!as indican el sentido de la corriente en cada uno de los semiciclos, quedando el

diodo )loqueado en el semiciclo negativo.

*ensiones en *

Corriente Diodo +


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Corriente Diodo H

*ension y Corriente en C

Las Vlvulas diodo como rectificador dolador de

tesin

3os do)ladores de tensin son rectificadores que tienen la facultad de aumentar al do)lela tensin que les llega. Este tipo de rectificadores fue muy usado en receptores detelevisin su funcionamiento es similar al rectificador de onda completa salvo en ladisposicin de los condensadores.

Do)lador de *ension

Cuando aparece el semiciclo positivo en el secundario del transformador, el diodo D$conduce, !aciendo que se cargue el condensador C$ seg1n indica la direccin de laflec!a I$. #eguidamente aparecer( el semiciclo negativo, conduciendo a!ora el diodoD9 y quedando )loqueado el D$. Con esta corriente I9 , se consigue a!ora cargar elcondensador C9. /or lo tanto la suma de la carga del condensador C$ mas la de delcondensador C9, !ace que la tensin aumente al do)len en la C.

/or lo tanto la v(lvula diodo podramos utilizarla como triplicador, cuadriplicador, etc2de tensin seg1n la disposicin del circuito y la colocacin de sus elementos.


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Las vlvulas diodo como rectificador puente

3a v(lvula diodo puede utilizarse como rectificador en una disposicin denominadapuente o /uente raetz. Este dispositivo rectifica los dos semiciclos de la c.a. Elfuncionamiento es el siguiente4

3a v(lvula diodo como rectificador puente

#upongamos que en el primer semiciclo la parte superior del secundario es positivorespecto a la parte inferior. En esta circunstancia la corriente pasa a trav"s del diodo D$,

la C, el diodo DB y llega a la parte inferior del secundario ?flec!as [email protected] el siguiente semiciclo, la parte inferior ser( positiva respecto de la superior, por lotanto la corriente circulara por el diodo D9, la C y el diodo D=, regresando a la partesuperior del secundario ?flec!as continuas@.

G)servaremos que por C tanto en el primer semiperiodo como en el segundo, lacorriente que circula siempre lo !ace en el mismo sentido.

3a venta


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A(lvula *riodo

+l tomar la re


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CJA+# E#*K*IC+# DE ELI33+

G)tenemos cada una de estas curvas, aplicando un cierto potencial de placa ?Ap@, que eslo que la define como individuo de la familia de curvas, dando diferentes valores a latensin de re


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*omando M Ap en voltios y M Ip en amperios, o)tenemos i en o!mios ?O@.

97 0actor de amplificacin P, que puede definirse como el numero de voltios devariacin de la tensin de placa a que equivale la variacin de un voltio en la tensin dere


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!uncionamiento dinmico de la vlvula triodo

0uncionamiento Dinamico del *riodo

Copia de Gnda *riodo

En esta figura representamos la variacin que se produce en la corriente de placa alvarias la tensin aplicada a la re


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Conociendo como transportamos una tensin o forma de onda desde el circuito de re


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+mplificador Clase +H

"mplificador clase #

Este tipo de amplificadores se caracterizan por que la polarizacin de la re


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distorsin puede ser grande, pero el rendimiento es muy )ueno, pudiendo alcanzar un'6R.

+mplificador Clase C

Vlvula Tetrodo

Jn tetrodo es una v(lvula de cuatro electrodos. ademas del c(todo, re


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Vlvula pentodo

3a v(lvula /entodo es una v(lvula de cinco electrodos, que solo se diferencia deltetrodo en que se aade una nueva re

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