He aquí una montaje muy curiosa que implica la producción alternativa de energía eléctrica: una radio que funciona con la energía extraída de maneras muy curiosas, como la tierra, un vaso de agua y sal, dos monedas, una patata, una naranja y de algunas otras formas muy interesantes que se analizarán en este artículo.
NOTA de la Edición actual: este proyecto aparece en varias versiones de los artículos del autor en el sitio y en libros. El circuito es muy didáctico y utiliza componentes muy comunes. El proyecto es muy actual al estimular el uso de fuentes alternativas de energía.
La radio es muy sensible, tanto es así que con las más poderosas "fuentes de energía" tendremos el altavoz de escucha de las estaciones locales sin siquiera necesitar una antena externa! Además de todo lo que se ha dicho en la introducción, este receptor implica otros aspectos curiosos, como el uso de gran parte del material tomado de viejas radios y aparatos de chatarra.
Ningún componente utilizado es difícil de obtener, muchas cosas pueden ser improvisadas y en total el aparato tendrá un costo muy asequible. Esto es indudablemente algo muy interesante para demostraciones en ferias de la ciencia, exposiciones y como trabajo de la escuela. El receptor está diseñado básicamente para trabajar con tensiones de 0,5 V a 3 V que se pueden obtener a partir de fuentes alternativas.
La corriente requerida es solamente 2 mA, pero con esta pequeña potencia, tendremos la excitación audible de un pequeño Altavoz.
En una caja acústica, un altavoz sensible puede proporcionar un sonido excelente y con un audífono tendremos el volumen comparable al obtenido en un Walkman común.
Se utilizan 3 transistores, que aseguran una buena sensibilidad y la única conexión externa necesaria es el alambre de tierra que puede tomar ventaja del neutral del zócalo o de cualquier objeto en contacto con el suelo, tal como un inglete de la ventana o de la puerta, o el conducto del agua.
Cómo funciona
Seguramente este es el punto más importante del artículo, porque su curiosidad debe estar bien afilada: el secreto de la radio está en el circuito, pero no es para él que vamos a empezar, pero sí, por la fuente de energía.
Varias son las maneras en que podemos obtener pequeñas cantidades de electricidad. Tenemos procesos químicos, mecánicos e incluso ópticos.
El primer proceso que describimos es el químico en el que se basan las pilas comunes: cuando se colocan dos metales diferentes en contacto con una solución conductora, aparece una pequeña tensión eléctrica entre ellos (Figura 1).
La solución puede ser formada por agua y cualquier ácido, agua y cualquier tipo de sal, o bien agua y cualquier tipo de base como soda cáustica.
La tensión obtenida depende de los metales utilizados. Se prefiere entonces tener una combinación de metales con tendencias "positivas" como la plata o el cobre, para terminales positivos, y metales con tendencias "negativas" como el zinc o el aluminio para el polo negativo.
Una combinación de plata - zinc o cobre - zinc le permite obtener casi 1 V de tensión. La corriente máxima depende de la ionización de la solución, es la "fuerza" de la sustancia y también del tamaño de los electrodos metálicos, además, de su aproximación.
Uniendo varias células generadoras de energía de este tipo, podemos añadir tensiones, figura 2.
Vea que la energía eléctrica producida en estas células proviene de la corrosión del metal "más negativo" que, con el tiempo, se desgasta y necesita ser sustituido, pero este es un proceso muy lento, dada la cantidad de energía producida.
Con tensiones por encima de 0,7 V, el volumen ya es razonable.
La sensibilidad se da por la ganancia de los transponedores.
Uniendo 3 transistores con ganancia de 60 veces obtuvimos una gran amplificación hasta el punto de no tener que usar antena externa o cualquier otro tipo de antena para las estaciones más fuertes. Solamente la conexión de la tierra era necesaria.
Está claro que mayor sensibilidad obtenemos con el uso de un trozo de alambre común como antena.
El único ajuste, además de la afinación que tiene la radio, es la polarización de los transistores fabricados en una olla para lograr el mayor rendimiento según la fuente de energía.
Montaje
En la figura 3 damos el diagrama completo de la radio.
Elegimos montar, sobre una base acrílica, porque es un aparato experimental.
Puede utilizar otros materiales aislantes como la madera o el plástico. Los componentes más pequeños se sueldan en un puente terminal, véase la figura 4.
Los componentes críticos son los transistores. Utilizamos el 2SB75, pero los equivalentes como el 2SB54, el 2SB175, el OC7l, el OC74 y otros viejos tipos sirven. Observe que en estas transacciones el terminal del colector se identifica por un punto.
La bobina está formada por 100 vueltas de alambre esmaltado 28 o incluso un cable común de servidumbre fina, envuelto en una varilla de ferrita de 20 a 30 cm de largo y diámetro alrededor de 1 cm. hacer una salida entre espira número 30 o 40.
La variable CV se aprovecha de una vieja radio de la válvula, siendo del tipo de dos secciones. Eventualmente podemos conectar las dos secciones en paralelo a una mejor cobertura de la banda de onda media.
Observe la polaridad de la alimentación. Los resistores pueden ser 1/8 W o más grandes.
El diodo D1 y el germanio de cualquier tipo, eliminado de las radios fuera de uso. Y sólo necesito observar su polaridad en la conexión, porque si está invertido, la radio no funcionará.
Los valores de C1 y C2 no son críticos. Los valores entre 100 NF y 220 NF sirven.
Las marcas de los capacitores que se pueden utilizar son 0,1 o 0,2 mfd, 0,1 o 0,2 uF,. 1 o. 2 uF, 100 nF o 220 nF, 103 o 223, y otras.
El capacitor electrolítico C3 no es también crítico y los valores entre 470 uF y 1 000 uF con tensiones a partir de 3 V, sirven.
Para el altavoz sugerimos un tipo de buen rendimiento, con 4 u 8 ohms y que debe ser montado en la misma base del prototipo o si el lector prefiere, en una pequeña caja acústica.
Prueba y uso
Para la prueba una batería común se puede utilizar como fuente de energía.
El polo positivo se activará en x2 y el negativo en x1.
El cable de conexión a tierra debe conectarse a cualquier objeto metálico en contacto con la tierra o el polo neutro de la toma de corriente.
El polo neutro de la salida se puede descubrir con una lámpara de neón, figura 5.
En el polo neutro, la lámpara no se ilumina.
No hay peligro de choque en esta prueba, siempre y cuando se utilice la resistencia. Hecho la prueba, vamos a pasar a las fuentes de energía que hacen de esta charla de radio.
a) Agua y sal
Disolver una cucharada de sal en un vaso de agua.
El polo positivo será un plato o pieza de cobre y el negativo será una placa de zinc o aluminio.
Una placa no debe tocar la otra (figura 6).
Mojando un pedazo de papel poroso (servilleta de papel doblada) en agua y sal y colocándolo entre dos diversas modernidades, tendremos una pila de monedas.
Si usted puede conseguir una moneda de plata vieja y una de aluminio, usted puede conseguir una gran tensión para su radio (figura 7).
La solución también puede ser formada por un poco de ácido sulfúrico disuelto en agua (10 ml por taza).
Si lo desea, utilice varias celdas conectadas en serie para aumentar la tensión. Ajuste P1 para una mejor recepción en cada experiencia.
b) Naranja y Patata
Para trabajar con una naranja o patata, inserte un clavo y un trozo de alambre de cobre (ambos bien limpios).
El cobre será el polo positivo y el clavo el polo negativo.
Para una mayor energía, reemplace el clavo con un trozo de zinc (por ejemplo, un abrevadero) clavado.
Experimente con varias combinaciones metálicas para comprobar el que ofrece mayores tensiones (Figura 8).
Cuando la radio "se debilite", simplemente retire los cables y límpielos empujándolo de nuevo en otro punto de la patata o naranja.
c) Generador manual
Al registrar la figura 9, basta con enchufar un motor de juguete y girar su eje, primero una dirección y luego otra, para obtener la polaridad correcta.
Con los capacitores de alto valor que enlazan, por ejemplo, varios de 1 000 o 2 200 uF en paralelo, tendremos un mayor almacenaje de la energía generada y podemos incluso dar intervalos más grandes entre las bielas.
Si conectamos una hélice al motor para que sea girada por el viento, podemos conseguir que nuestra radio opere con energía eólica.
De manera similar, podemos tener una caída de agua funcionando como una fuente de energía para la radio. Experimente con energías alternativas. La radio funcionará siempre que la tensión del generador supere el 0,4 V (400 MV) y la corriente alcance 2 mA.
d) Energía de la tierra
Simplemente entierre las placas de diferentes metales (cobre y lata o aluminio) en un suelo húmedo o en una olla con tierra húmeda.
El polo positivo será la placa de cobre, al menos. 5 x 10 cm. La tensión dependerá de la humedad y de la naturaleza del suelo, como se muestra en la figura 10.
LISTA DE MATERIAL
Semiconductor:
Q1, Q2, Q3 - 2SB75, 2SB175 o cualquier transistor alemán de fines generales del PNP
D1 - 1N34 - diodo de germanio
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 330 K - anaranjado, anaranjado, amarillo
R2 - 10 k - marrón, negro, anaranjado
R3 - 1 M - marrón, negro, verde
P1 - 4.7 M - potenciómetro
Capacitores:
CV - variable común - ver texto
C1, C2 - 100 nF - poliéster o de cerámica
C3 - 470 a 1000 uF/6 V. - electrolítico
Varios:
L1 - bobina de antena - Ver texto
FTE - pequeño Altavoz de 4 u 8 ohms
Puente terminal, base de montaje, fuente de energía alternativa, alambre de tierra, bastón de ferrita, alambre esmaltado, etc.
