miércoles, 30 de abril de 2008

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

A los estudiantes del cuarto año diversificado del colegio donde estudia mi hija les pidieron la elaboración de un proyecto de física para presentarlo y exponerlo en el salón como parte integral de su formación. De todos los posibles proyectos que estudiamos, el que más le llamo la atención fue el micrófono de carbón granulado patentado por Edison, ya que el mismo es de fácil fabricación y con elementos caseros o de fácil consecución.

De muchacho, junto con mi hermano menor habíamos desarmado un micrófono de carbón de un teléfono de pulso y conseguimos que el micrófono era muy simple, una membrana metálica muy delgada para recibir la voz, el cuenco lleno trozos relativamente grandes de “carbón” y los contactos eléctricos, uno en la membrana y otro en el fondo del recipiente…. Con este micrófono hicimos varios experimentos que llenaron de satisfacción nuestras mentes juveniles, siendo el más interesante la modulación de la luz por medio del habla. Cosa que nos permitió vislumbrar la posibilidad de transmitir la voz por medio de la luz.

El principio de funcionamiento del micrófono de carbón es extraordinariamente simple y está basado en la idea de los contactos libres. Hugues descubrió (1.876) que colocando una barra de grafito sobre otras dos conectadas eléctricamente a un altavoz podía reproducir el sonido. Al hablar sobre esta barra libre, la misma por efecto de las ondas sonoras vibra, abriendo y cerrando el contacto, lo que genera aumentos y disminuciones en el paso de la corriente eléctrica a través del carbón de acuerdo a la presión ejercida por las ondas sonoras sobre la barra, estos cambios de corriente permiten que una corneta conectada al micrófono reproduzca los sonidos.

Con el tiempo, se fue mejorando el diseño hasta llegar a la patente introducida por Edison, el cual emplea carbón granulado como elemento responsable del “contacto abierto” que bajo los efectos de la voz se cierran y abren de acuerdo a la frecuencia recibida.

Como proyecto escolar, el micrófono de carbón granulado que hicimos es rustico y rudimentario, tan simple que no posee membrana, elemento que introduce cierto grado de dificultad en la realización de la experiencia y no por ello deja de ser didáctico.

Para este interesante proyecto escolar, los elementos que necesitamos son:

- Un vaso de plástico mediano, de los empleados en las fiestas infantiles.
- Una pila o batería de 9 Voltios.
- Una corneta o audífonos.
- Cables. (6 metros es buena longitud)
- Carbón (grafito) en barras.

Con respecto al “carbón” hay que dejar claro que no es cualquier tipo de carbón, pues el carbón vegetal no es apto para la realización del micrófono, los de origen mineral si lo son, no obstante es preferible emplear grafito, el cual se puede obtener a partir de las minas de los lápices o de los porta-minas. Otra fuente de grafito (denominado a veces carbón) son los electrodos de “carbón” que se emplean para picar metales con las máquinas de soldar. Este último elemento fue el que utilizamos para hacer el micrófono.

Debido a la baja impedancia del micrófono de carbón, no es necesario el empleo de amplificadores para hacerlo funcionar, otra de las razones para realizar el proyecto.

Las imágenes siguientes muestran los pasos para la realización del proyecto.


Moliendo las barras de grafito. Hay que dejar dos barras de grafito para utilizarlos de electrodo o contactos eléctricos del micrófono.



Materiales empleados.



Perforando vaso plástico. La perforación debe poseer un diámetro ligeramente inferior al de las barras o electrodos de carbón para que estos entren apretados y queden fijados al vaso.


Colocando las barras de grafitos o electrodos.


Aspecto final de los electrodos de grafito instalados en el vaso de plástico.



Agregando el carbón (grafito) granulado.


Vista de la cantidad de carbón granulado requerido.



Conectando uno de los electrodos del micrófono.



Conectando la corneta al “micrófono”.



Conectando la corneta a la pila de 9 Voltios.



Conectando la pila al electrodo libre del micrófono experimental. Con este último paso se cierra el circuito eléctrico.

Una vez terminada la conexión eléctrica se puede hablar dentro del vaso, las palabras serán reproducidas con bastante nitidez en la corneta. Hay que estar claros que la fidelidad de nuestro dispositivo rudimentario es muy pobre, sin embargo es lo sufrientemente buena como para tomar conciencia sobre la transmisión de la voz por medio de la electricidad, que es la base de la telefonía.

Durante las pruebas pudimos observar que el nivel de trituración del carbón y la cantidad del mismo en el recipiente es fundamental para el funcionamiento del micrófono, si el granulado es muy fino, como un polvo, el micrófono no es funcional y de igual manera si la cantidad de carbón cubre por completo a los electrodos tampoco funciona, también la cantidad de ruido de fondo producto de las chispas que se generan entre los granos de carbón es función de la cantidad y la granulación. Se pudo constatar también, que la intensidad del sonido influye sobre la calidad de la reproducción, que, buscando la manera de que el vaso vibre con más fuerza como por ejemplo, hablarle de lado pegando nuestros labios al lateral del vaso, mejora el sonido. Otro aprendizaje con este micrófono es que se requiere de una pila para su correcto funcionamiento, el empleo de los pequeños transformadores que entregan corriente directa (rectificada) como los cargadores de celular no permiten el funcionamiento del micrófono, ya que en la corneta se reproduce un fuerte zumbido, el zumbido de la corriente alterna por deficiencias en el filtrado…

Esta pequeña experiencia permite a los muchachos tomar conciencia de cómo se logran los grandes descubrimientos técnicos y científicos que posteriormente son perfeccionados, cosa que podemos hacer nosotros mismos si le dedicamos más tiempo a la hechura y a experimentación, como por ejemplo, colocarle una membrana para mejorar la calidad del audio, filtros para reducir el ruido de fondo, etc.

sábado, 19 de abril de 2008

INTERPRETANDO LA SIMBOLOGÍA PARA LA SOLDADURA SEGÚN LA NORMA AWS A 2.4 —SOLDADURA EN CANAL—

SOLDADURA EN “V”.

Apartando la soldadura a tope, una de las gargantas más empleada es la que corresponde a la soldadura en “V”, la cual obtiene su nombre por la forma geométrica de preparación del o de los bordes de de unión de las piezas a soldar.

Las soldaduras en “V” pueden ser de garganta simple o de doble garganta. Para el caso de la garganta simple, en el símbolo para definir el tipo de soldadura, se colocará la figura o símbolo que define el tipo de garganta y/o de soldadura requerida arriba o abajo de la línea de referencia, dependiendo si la soldadura se hará en el lado indicado por la flecha o por el otro lado, se aplican las reglas de representación ya mencionadas en la soldadura a filete.



Para la soldadura de doble garganta (aquella en donde los dos bordes de la pieza se prepara), la cual puede ser simétrica si se trata del mismo tipo de garganta o asimétrica cuando a cada lado de la pieza la garganta es de geometría diferente, el símbolo que define a la garganta se colocará arriba y debajo de la línea de referencia que indica el tipo de soldadura a utilizar para la unión soldada. Las figuras dan una idea de la simbología empleada.
De acuerdo a la norma, se puede diferenciar dos perfiles de canal en “V”, el canal en Bisel el cual puede verse como una media “V” y el canal en “V”. La figura siguiente muestra el canal en bisel simple y sus posible combinaciones.


Puede observarse, que el símbolo no indica en realidad la disposición de los biseles para formar la unión, bien sea en bisel simple o a bisel doble.

La soldadura en “V” propiamente dicha, denominada a veces “soldadura en doble bisel” puede observarse en la imagen que sigue.
La información completa requerida por el símbolo de la soldadura para definir la soldadura en bisel o en “V” queda expuesta en las figuras siguientes:
Recordando que “S” es la profundidad de la garganta, “(E)” la penetración de la soldadura, “R” la separación de las piezas en el pié o raíz y “A” el ángulo del bisel o el de la “V”.

Por ejemplo, el símbolo siguiente muestra la información completa para una soldadura asimétrica en doble bisel combinada con una en bisel.
La información mostrada es la siguiente:

Por el lado indicado por la flecha, es una soldadura en “V” o de doble bisel, con profundidad de bisel de 15 mm, profundidad de penetración o de soldadura de 20 mm, ángulo entre caras de 60º, separación de raíz de 5 mm. Por el otro lado de la unión soldada tendríamos una junta en bisel simple con profundidad de garganta de 20 mm, profundidad de soldadura de 25 mm y ángulo del bisel de 45º. Adicionalmente, el símbolo nos está indicando que se trata de una soldadura continua para la de doble bisel y discontinua, con longitud de cordón de 300 mm con separación entre cordón y cordón de 150 mm por el otro lado al indicado por la flecha.

Para acotar la longitud del cordón y/o el paso para los cordones discontinuos, se aplican las mismas normas ya mencionadas en la soldadura en filete.

Cuando la soldadura es de penetración completa y son de garganta en bisel y/o simétricas, la profundidad de la garganta “S” y la profundidad de la soldadura “(E)” pueden omitirse en el símbolo.

De igual manera, cuando la profundidad de penetración es igual o ligeramente mayor que la profundidad de la garganta “S”, no es necesario colocar el valor de penetración “(E)” en el símbolo de la soldadura, colocándose solamente el valor de “S”.

Si la soldadura requiere de un contorno especial después de depositado el material de aporte, se aplican los mismos símbolos y normas que ya se expusieron en la primera entrega y en la soldadura a filete.

En la próxima entrega se mencionara la soldadura en “U”, la cual es la empleada por excelencia en planchas y tubos de gran espesor, recordando siempre, que los detalles del símbolo tienen la misma interpretación que el resto de las uniones soldadas ya expuesto.