En este artículo y posteriores vamos a explicar cómo funcionan los distintos componentes que se usan en electrónica. Es tema, pues, muy interesante, que el lector debe de leer detenidamente para comprender mejor el circuito y poder avanzar hacia otros más complejos. Su estudio se amplía con prácticas sencillas, las cuales harán que se anime y comprenda mejor dicho elemento.
Un lector que no sepa cómo funcionan los componentes más simples, podrá eventualmente hacer un montaje más o menos elaborado, copiando simplemente su diagrama, pero si se le pide el funcionamiento general del circuito o que desarrolle uno nuevo, dudamos que sea capaz de hacerlo.
Por esta razón, aprender partiendo de la base es un propósito que no debe ser subestimado por el lector interesado por la electrónica que comienza a conocer. A ellos se dedican estos apartados con los que, como ya se ha dicho, mediante experiencias muy simples, podrán dominar conocimientos importantes sobre los componentes electrónicos.
BOBINAS Y ELECTROIMANES
En muchos montajes aparecen componentes electrónicos denominados inductancias o simplemente bobinas.
Consisten en muchas vueltas de hilo fino de cobre esmaltado enrollado de una forma que puede tener propiedades magnéticas, como el hierro, la ferrita o el mismo aire, cuando no existe otra cosa. Fig. 1.
Los lectores son invitados con frecuencia a montar tales componentes, precisando obtener el hilo esmaltado de determinado diámetro o sección y saber también cómo debe de ser enrollado el hilo.
Las inductancias o bobinas que aparecen en un diagrama se indican con la letra L seguida del número de orden, presentando comportamientos importantes, algunos de los cuales pueden ser verificados en experiencias muy simples, como sugerimos aquí.
Para esto, claro está, la primera cosa que necesitamos hacer será la bobina. Comencemos por una bobina con hilo fino esmaltado, que podemos obtener desmontando un viejo transformador, según Ia fig. 2.
Para su realización, enrollamos el hilo en un tubo de plástico o cartón duro para que no se aplaste, según las dimensiones que se indican en la fig. 3, teniendo cuidado de que no queden muy flojas las espiras para que no se deshaga la bobina. Bastará con un mínimo de 100 espiras y un máximo de 1000.
A continuación, para poder conectarla se raspan las puntas del hilo quitando la capa de esmalte aislante. Hay que tener cuidado con esta capa, ya que sn no se elimina, la corriente no circulará.
Seguidamente, se conecta a una pila grande (9 V.) o a un conjunto de pilas más pequeñas conectadas en serie.
Entonces podemos comenzar la primera experiencia:
Verificación de la presencia de un campo magnético
Colocamos la bobina sobre la mesa e introducimos de un pequeño clavo una parte pequeña dentro de la bobina espiras y un máximo de 1000. como se indica en la figura 4.
A continuación, se conecta la bobina a una pila y observamos que el clavo es fuertemente atraído hacia el interior de la misma.
La explicación es la siguiente:
Al circular la corriente por las espiras de la bobina crea un campo magnético que se concentra en su interior.
Este campo magnético da lugar a las llamadas líneas de fuerza, representadas mediante finas de trazos en la fig. 5.
La presencia de un objeto de material ferromagnético, como es un clavo, hace que se concentren estas líneas de fuerza y den como resultado una fuerza de atracción que empuja al clavo hacia el interior de la bobina.
Un electroimán
Enrollando hilo fino esmaltado sobre un clavo, como en la fig. 6, tenemos un dispositivo interesante que también encuentra innumerables aplicaciones prácticas.
EI lector puede enrollar de 50 a 200 vueltas o espiras de hilo fino sobre el clavo llamado núcleo para obtener los efectos esperados.
Después de raspar las puntas del hilo se conectan a una pila grande. La circulación de la corriente hace que se cree un fuerte campo magnético que se concentra sobre el clavo, imantándolo. De este modo, en cuanto exista una corriente por la bobina, el núcleo podrá atraer otros clavos pequeños, alfileres y en general pequeños objetos metálicos.
Al ser desconectada la pila y cesar la corriente, el campo magnético se reduce hasta llegar a desaparecer, dejando de ejercer atracción sobre los objetos metálicos anteriores. Eventualmente, se pueden encontrar objetos como agujas, las cuales, después de desaparecer la corriente, son capaces de retener un poco de magnetismo y poder seguir atrayendo pequeños objetos.
Haciendo un transformador
Para demostrar el principio de un transformador vamos a realizar uno muy simple. El material necesario para ello será el siguiente:
Núcleo, un clavo de 4 6 5 cm y 4 metros de hilo esmaltado.
Una pila pequeña, mediana o grande y un altavoz.
Comenzamos por enrollar el hilo en el núcleo, para lo cual se corta por la mitad obteniendo dos trozos de 2 m cada uno, enrollándolos sobre el núcleo como se indica en la fig. 7.
El número de vueltas es muy importante. A continuación, raspe los extremos de uno de los arrollamientos y conéctelos a un altavoz.
Raspe los extremos del otro devanando y conéctelos a los extremos de una pila, pudiendo soldar uno de los terminales dejando el otro suelto.
Si raspamos con el terminal suelto en la pila, en el altavoz oiremos un ruido, producido precisamente al raspar con el terminal. Esto indica que al raspar circula una corriente por la bobina, que llamaremos primario. Esta bobina genera un campo magnético que se induce sobre la segunda bobina, llamada secundario, creando en ella otra corriente, la cual da lugar a una tensión que hace que suene el altavoz. Resumiendo, la tensión generada en el segundo arrollamiento ha sido inducida por la del primero. Fig. 8
Observamos también que si mantenemos fijo el hilo en la pila, no hay sonido. Esto se debe a que el campo magnético que se crea es constante y en este caso, solamente sonará en el momento de conectar y desconectar el hilo, ya que para que suene, dicho campo debe ser variable, y esto no se consigue manteniéndolo fijo. De aquí la razón de que se raspe en la pila.
Por último, decir que no se debe de mantener fija la conexión, ya que al hacerse elevado eI paso de la corriente, provoca rápidamente el desgaste de la pila.