Electricidad y Electrónica

La célula fotoeléctrica, o fotocélula
Hoy, por célula (o celda) fotoeléctrica, independiente-
mente de cuál sea su principio de funcionamiento, se en-
tiende cualquier dispositivo que detecte luz, como los que
encienden una lámpara automáticamente cuando ano-
chece.
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La original, el fototubo, es diodo de cátodo frío,
que conduce corriente a través del vacío cuando incide
un haz de luz sobre su placa, que es negativa, a diferencia
de la del diodo de Edison, conectada al positivo. 
La fotocélula se usaba –y aún se usa– en la industria, y tuvo gran valor teórico
en 1905, cuando Albert Einstein dio una explicación cuántica de su funciona-
miento: para arrancar un electrón, un fotón tiene que tener una energía igual o
mayor que el trabajo que cuesta separar el electrón de la superficie de la placa.  
Control del flujo electrónico con una reja, o grilla
Al principio por pura curiosidad, y después con
objetivos inmediatos muy definidos en la amplifica-
ción del sonido y de las ondas de radio, los investi-
gadores  agregaron  más  electrodos  a  la  primitiva
válvula de vacío, con el fin de controlar el flujo de
electrones entre el cátodo y el ánodo.
A la izquierda, una válvula de calentamiento in-
directo. El filamento incandescente, f f, calienta una
vaina cilíndrica, el cátodo k, el cual emite electrones,
que atrae la placa o ánodo a.
A la derecha, entre el cátodo y el ánodo se agrega
una rejilla o grilla g, que se mantiene negativa con
respecto al cátodo. Con eso la grilla rechaza los elec-
trones que emite el cátodo, y la corriente de placa es
pequeña, y a veces nula.
El agregado de la reja brindó un efecto muy ventajoso, que permitió construir
el primer amplificador electrónico. Cuando la tensión de la grilla varía muy poco,
digamos desde –5 V hasta –4 V, la corriente que circula por la placa varía mucho,
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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El tubo fotomultiplica-
dor es una ingeniosa
variante de la fotocé-
lula. La luz desprende
electrones  del  cáto -
do; éstos se aceleran
en un campo eléctri -
co, chocan contra o -
tros electrodos, a rran-
can electrones  se-
cundarios, y el efecto
se multiplica en ava-
lancha.  Se  detecta,
así, un único fotón, o
partícula cuántica de
luz.
l
Corr iente
Ánod o
Luz 
incidente
Corr iente
Cátodo
Electrones 
arr ancados
–
+
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Los más comunes hasta hace diez años eran los fotorresistores, de un material cuya resistencia eléctrica cambia con
la iluminación. Actualmente se usan fotodiodos, unos cristales que conducen corriente en un solo sentido cuando les
da la luz, y en ninguno a oscuras. También hay fototransistores, de funcionamiento semejante. 
f 
f 
a  k 
g 
f 
f 
a  k 
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k 
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k 
g 
Cap 11:Maquetación 1  06/10/2010  03:34 a.m.  Página 130

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por ejemplo desde 50 mA hasta 240 mA. Entonces, si esa corriente circula por un
resistor de 1.000 , la tensión varía de 50 a 250 V. Así, una variación de 1 V se
convierte en una variación de 200 V, que es mucho mayor. A todo esto, la corriente
de grilla es nula, o insignificante, por lo que se amplifican señales de muy débil
potencia. Nació así, en 1904, el triodo amplificador.
El triodo
Muchos opinan que la verdadera revolución de las comunicaciones
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comenzó
en 1904, y no en 1800 con la pila eléctrica de Alessandro Volta, cuya consecuencia
en ese campo, la aparición del telégrafo Morse, demoró 35 años.
El triodo se difundió velozmente, y se le hallaron pronto variadas aplicaciones.
Se usó para amplificar el sonido en estaciones de tren, salas de espectáculos y es-
tadios deportivos; y para generar ondas de radio, detectarlas desde lejos, y ampli-
ficarlas. En 1941 se emplearon casi veinte mil triodos diminutos, no más grandes
que un foquito de linterna, para construir la primera computadora electrónica,
Eniac (Electronic Numerical Integrator And Computer)
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, para uso militar. En 1950,
varios años después de terminada la Segunda Guerra Mundial, se construyó una
máquina de aplicaciones pacíficas y más amplias, Univac I (Universal Automatic
Computer I). Fueron años de gran crecimiento tecnológico y científico.
Amplificador de triodo, el primer amplificador electrónico
Para usar un triodo como amplificador (por ejemplo de sonido) es necesaria,
en primer lugar, la señal
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eléctrica que se quiere amplificar, como la que provee un
micrófono, por sí misma insuficiente como para accionar un parlante.
Hace falta, también, una tensión pequeña, por ejemplo 6 V, para alimentar el
filamento  del  triodo.  Además,  se  necesita  una  tensión  bastante  mayor,  100  ó
200 V, para alimentar la placa. Por último, se usa una tensión pequeña, para po-
larizar la grilla, negativamente, con respecto al cátodo 
La figura muestra un posible esquema de un amplificador de triodo. Una ba-
tería de 6 V alimenta el filamento calefactor. Una de 75 V, polariza la placa a través
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M a t e r i a l e s   e l é c t r i c o s
Funcionamiento  del
triodo amplificador. La
grilla,  negativa  con
respecto  al  cátodo,
rechaza  los  electro-
nes,  y  les  dificulta  el
libre  paso  hacia  la
placa. Cuando la ten-
sión de la grilla varía,
el flujo de electrones
cambia a la vez.
La  grilla  actúa  como
una  compuerta,  que
se  puede  abrir  y  ce-
rrar con pequeño es-
fuerzo, y controlar con
ella un gran caudal.
l
6
Al año siguiente, en 1905, Albert Einstein enunció su célebre teoría de la relatividad, y obtuvo el Premio Nobel de
Física por explicar el efecto fotoeléctrico, fenómeno por el cual la luz arranca electrones del cátodo frío de un diodo
de vacío. El invento del triodo formó parte de una serie de trabajos muy fértiles en ciencia y tecnología.
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En ese año se empieza a usar la palabra computadora, que en España llaman ordenador.
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En este ámbito llamamos  señal a cualquier tensión, corriente, u otra cantidad eléctrica variable y de pequeña mag-
nitud, portadora de información.
La  frase:  “Año  mila-
groso”, es de un poe-
ma  de  1667  de  John
Dryden, que se refie-
re  a  la  sobrevida  de
Londres a la peste y
el  incendio.  Se  usó
después    en  latín
(annus mirabilis) para
calificar la producción
científica  de  Isaac
Newton en 1684; y ha-
ce  poco,  para  con-
memorar los trabajos
de Einstein de 1905. 
l
Dryden
Newton
Einstein
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