Electricidad y Electrónica

(1832–1919) estudió las corrientes eléctricas que atraviesan el aire encerrado en
un tubo a diferentes presiones, y cuando hizo el vacío notó que algo salía en línea
recta del polo negativo hacia el positivo, que hacía brillar materiales fluorescentes.
Llamó a ese efecto rayos catódicos. Hoy sabemos que son electrones que salen del
cátodo y viajan hacia el ánodo a través del espacio vacío. 
Donde incide el haz de electrones, la pantalla brilla. Unas bobinas alrededor
del cuello del tubo, llamadas el yugo, generan campos magnéticos variables que
desvían el haz para que trace la imagen. Lo mismo se puede hacer con placas late-
rales, dos verticales y dos horizontales, sometidas a tensiones alternas.
Tubos fluorescentes, de neón y pantallas de plasma
Los campos eléctricos, si son bastante intensos, pueden ionizar los átomos, o
sea, arrancarles electrones y convertirlos en iones positivos (partículas cargadas po-
sitivamente) mientras que los electrones arrancados de los átomos son iones nega-
tivos. Esos iones se mueven cada uno hacia el polo de la polaridad opuesta, y en
el camino chocan con átomos y les hacen aumentar su energía; los excitan. Cuando
los átomos excitados vuelven a su estado normal, emiten la energía sobrante, a
veces en forma de luz visible. Ése es el principio en el que se basan los tubos fluo-
rescentes, las lámparas de neón y las pantallas de plasma. Se llama plasma a un gas
que tiene ionizada casi la totalidad de sus átomos. Hay plasma dentro de un tubo
fluorescente encendido, en una llama, en la superficie del Sol, en una chispa eléc-
trica, química o mecánica, y en las pantallas de plasma que usan muchos aparatos,
y que funcionan como una gran cantidad de tubos fluorescentes diminutos.
Para construir una pantalla de plasma se hace el vacío entre dos vidrios paralelos
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A p l i c a c i o n e s   d e   l a   e l e c t r o s t á t i c a
Cuando  los  electro-
nes chocan contra el
pigmento  de  una
pantalla,  sufren  una
frenada brusca, y eso
hace  que  emitan
rayos X.  Su dosis es
limitada y no daña la
salud.  Sin  embargo,
se recomienda a las
embarazadas que no
pasen muchas horas
frente  a  un  monitor
de computadora o te-
levisor muy cercano.
El  efecto  se  conoce
como  Bremsstrah-
lung,  en  alemán,  ra-
diación de frenado, y
se descubrió en 1896.
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Junto con las copias
xerográficas, el tubo
de TV ha sido quizás
una de las aplicacio-
nes  más  útiles  de  la
electrostática  en  la
comunicación de in-
formación.
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Tubo de rayos catódicos de TV
o PC. Un filamento caliente emite
electrones, y los atrae la envol-
tura  lateral  pintada  con  grafito
conductor. Para que el haz no se
disperse, se lo hace pasar por un
tubo de potencial positivo, el ani-
llo de enfoque.
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Placas de deflexión horizontal y vertical en  el tubo
de rayos catódicos de un osciloscopio.
Los cuatro elementos
según  la  antigua  al-
quimia,  tierra,  agua,
aire  y  fuego,  se  po-
drían  identificar  con
los cuatro estados de
agregación de la ma-
teria: sólido,  líquido,
gas y plasma.
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cercanos, se llena ese espacio con gases a baja presión, y unos electrodos muy pe-
queños, uno por cada punto de la imagen, o símbolo, hacen que cuando se los
conecta a una fuente de tensión eléctrica, ionicen el gas y atraigan los iones, que
cuando chocan contra átomos, sin ionizar, los excitan; y estos átomos devuelven
esa energía en forma de radiación ultravioleta, que incide contra una pintura fluo-
rescente y hace que fulgure.
Las pantallas de plasma, o PDP (plasma display panel) son muy delgadas en
comparación con los tubos de rayos catódicos, y consumen menos energía eléctrica
que ellos.
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Memorias electrostáticas
Las primeras computadoras de principios del siglo XX usaban válvulas de vacío,
una especie de lámparas de filamento con electrodos adicionales, capaces de am-
plificar una corriente eléctrica y cumplir funciones lógicas como la de almacenar
la información. En 1950, para la misma aplicación, se empezaron a usar transis-
tores, mucho más pequeños y de menor consumo. En 1971 Dov Frohman inventó
la EPROM, Erasable Programmable Read-Only Memory (memoria de lectura ex-
clusiva programable y posible de borrar), conocidos como chips de memoria fija
para las computadoras. Se los puede grabar mediante el procedimiento de apli-
carles en un cierto orden tensión a sus patas; con eso quedan cargas eléctricas al-
macenadas permanentemente en millones de cristales internos. La presencia o
ausencia de esas cargas se puede detectar desde las patas del chip, y en eso consiste
su memoria.
El invento de Frohman, que recuerda el principio de funcionamiento de las
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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Aurora  polar.  Las
partículas  cargadas
que  emite  el  Sol  se
desvían en el campo
magnético terrestre,
excepto en los polos,
donde ese campo es
vertical  y  no  impide
que  las  partículas
solares bajen y exci-
ten los átomos de los
gases 
del 
aire.
Cuando  los  átomos
vuelven a su estado
normal, emiten luz.
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Rojo,  verde  y  azul:  pigmento  fluorescente.
Negro: separadores aislantes. Amarillo: electro-
dos verticales; magenta, horizontales. El espec-
tador ve desde arriba un punto luminoso donde
se cruzan dos electrodos, en el instante en que
estén bajo tensión.
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En una época se consideraba, como índice de desarrollo de una comunidad, la cantidad de energía eléctrica que con-
sumía cada habitante por año. Hoy ese mismo indicador tiene un significado a veces opuesto, porque una sociedad
realmente avanzada aprovecha la energía, de la que consume escasa cantidad. 
Una  curiosa  deriva-
ción del microscopio
de efecto túnel fue el
descubrimiento 
de
que, además de elec-
trones,  se  pueden
arrancar  átomos,  y
cambiarlos de sitio. La
figura  muestra  la  si-
glas IBM (Internatio-
nal Bureau Machines,
Máquinas  de  Oficina
Internacional),  com-
puesta con átomos de
xenón depositados so-
bre una superficie de
níquel. El efecto es útil
para construir memo-
rias  muy  pequeñas
para computadoras.
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